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Freinage régénératif

Le freinage régénératif est une caractéristique essentielle des véhicules électriques modernes, permettant au véhicule de récupérer de l'énergie pendant le freinage et la décélération.

En convertissant l’énergie cinétique du véhicule en énergie électrique et en la stockant dans la batterie, le freinage par récupération peut étendre l’autonomie du véhicule et améliorer son efficacité globale. Cet article explorera les différents types de stratégies de freinage régénératif utilisées dans les véhicules électriques, leurs avantages et leurs limites.

Comment ça marche?

Le freinage régénératif est un processus par lequel l’énergie cinétique d’un véhicule en mouvement est captée et stockée sous forme d’énergie électrique dans la batterie du véhicule pendant le freinage ou la décélération.

Un moteur électrique peut fonctionner comme générateur dans un véhicule électrique en utilisant le principe de l’induction électromagnétique, selon lequel la modification du champ magnétique autour d’un conducteur génère un courant électrique dans le circuit. Lorsqu’un moteur électrique tourne, il crée un champ magnétique qui interagit avec les enroulements du stator et produit un courant électrique qui alimente le véhicule. Lorsque la voiture décélère ou freine, les roues entraînent le moteur en marche arrière, ce qui fait changer de direction le champ magnétique et induit un courant électrique dans la direction opposée. Ce courant peut être réinjecté dans la batterie et stocké sous forme d’énergie, réduisant ainsi le besoin de freins à friction conventionnels et augmentant l’autonomie et l’efficacité du véhicule électrique.

Types de stratégies de freinage récupératif

Les fabricants de véhicules électriques proposent un freinage par récupération avec différentes stratégies. Il existe trois principaux types de stratégie de régénération. Certains constructeurs n’offrent qu’une seule possibilité, tandis que d’autres laissent au conducteur le choix entre deux ou les trois.

Conduite à une pédale / levée de régénération

La régénération à une pédale est une fonctionnalité de certains véhicules électriques qui leur permet de contrôler l’accélération et la décélération de la voiture avec uniquement la pédale d’accélérateur.

Lorsque le conducteur appuie sur la pédale, le véhicule accélère. Lorsque le conducteur relâche la pédale, la voiture décélère grâce au freinage par récupération, qui convertit l’énergie cinétique du véhicule en énergie électrique que le Le VE se stocke dans la batterie. Ce type de régénération est également appelé régénération de levée des gaz. En fonction des réglages du véhicule et des conditions de conduite, une régénération de pédale peut arrêter complètement le véhicule ou maintenir une vitesse faible jusqu’à ce que le conducteur appuie à nouveau sur la pédale.

L’avantage de la conduite à une seule pédale est que vous n’avez besoin d’utiliser qu’une seule pédale.

Les inconvénients de la régénération à une pédale sont qu’elle peut nécessiter une certaine adaptation de la part des conducteurs habitués à la conduite traditionnelle à deux pédales. La régénération complète du levage peut être un inconvénient sur une route glissante car elle se brisera violemment si vous retirez rapidement le pied de la pédale. Beaucoup recommandent de réduire la force de régénération en hiver.

De plus, ses performances peuvent varier en fonction de facteurs tels que l’état de charge de la batterie, la température, la pente de la route et la fluidité du trafic. Alors que certains véhicules électriques ont un niveau de régénération fixe pour la conduite avec une seule pédale, d’autres ont des palettes sur le volant pour activer la régénération à différents niveaux.

D’autres, comme Tesla, disposent de paramètres disponibles dans leur système d’infodivertissement.

Dans l’image ci-dessus, vous voyez également comment Tesla laisse le conducteur décider du comportement de la voiture à basse vitesse. Par exemple, ils peuvent ajouter des freins physiques à basse vitesse du véhicule pour que le véhicule s’arrête complètement et reste en attente.

Régénération manuelle à l’aide de la pédale de frein

En appuyant sur la pédale de frein, vous pouvez régénérer de l’énergie sur les véhicules électriques dotés de freins mixtes.

Regen, qui utilise un système de freinage mixte dans les véhicules électriques, utilise des capteurs et des algorithmes pour déterminer l’équilibre optimal entre le freinage par récupération et le freinage par friction, en fonction de facteurs tels que l’intervention du conducteur, l’état de charge de la batterie, les conditions routières, la situation de la circulation et la vitesse du véhicule.

Le système peut également fonctionner avec des systèmes d’aide à la conduite tels que le régulateur de vitesse adaptatif ou l’évitement de collision pour améliorer la sécurité et la commodité.

Régénération adaptative

La régénération adaptative est une fonctionnalité de certains véhicules électriques qui leur permet d’ajuster le niveau de freinage par récupération en fonction de la situation de conduite.

La régénération adaptative fonctionne en utilisant des capteurs, des caméras et des données de navigation pour détecter les conditions de circulation, la courbure de la route, les limites de vitesse et d’autres facteurs qui affectent le taux de décélération optimal du véhicule. Sur la base de ces informations, le système peut automatiquement augmenter ou diminuer le niveau de régénération lorsque le conducteur relâche la pédale d’accélérateur sans nécessiter de saisie manuelle ou de sélection de mode.

L’avantage de la régénération adaptative est qu’elle peut offrir une expérience de conduite plus douce et plus naturelle et une récupération d’énergie plus efficace. De plus, en ajustant le niveau de régénération en fonction de la situation, la régénération adaptative peut éviter un freinage excessif ou insuffisant qui pourrait provoquer un inconfort ou un gaspillage d’énergie puisqu’elle se mettra en roue libre lorsque cela est possible. La régénération adaptative peut également fonctionner avec les systèmes d’aide à la conduite pour améliorer la sécurité et la commodité, par exemple en maintenant une distance de sécurité avec le véhicule qui précède ou en ralentissant pour prendre un virage serré.

Quelques exemples de véhicules électriques offrant une régénération adaptative sont la Porsche Taycan et la BMW i4. Ces véhicules électriques utilisent différentes technologies et algorithmes pour mettre en œuvre une régénération adaptative, mais tous visent à offrir à leurs conducteurs une meilleure expérience de conduite à une seule pédale.

Puissance de freinage régénérative maximale

La puissance de régénération maximale d’un VE dépend de plusieurs facteurs, tels que le type et la taille du moteur, la vitesse et l’état de charge de la batterie, ainsi que les réglages et modes du véhicule. Différents véhicules électriques ont différents niveaux de freinage par récupération, mais généralement, la puissance varie de plus de 50 kW pour les petites voitures à 300 kW pour les plus puissantes.

Feux stop et freinage par récupération

Les feux stop typiques s’allument tant que la force de freinage est suffisamment élevée pour réduire considérablement la vitesse. Mais ce n’est pas toujours le cas. Par exemple, Hyundai Ionic 5 n’active pas les feux de freinage lors de la conduite à une pédale. Ce comportement peut être dangereux. Ce danger est expliqué dans cette vidéo. Vérifiez le fonctionnement de votre véhicule électrique afin de ne pas vous retrouver coincé à l’arrière. En Europe, la réglementation stipule que si la décélération est supérieure à 1,3 m /s2, il devrait générer un signal de freinage.

Avantages du freinage régénératif

Le freinage par récupération présente plusieurs avantages, notamment :

Efficacité améliorée : En récupérant l’énergie pendant le freinage et la décélération, le freinage par récupération peut étendre l’autonomie du véhicule et améliorer l’efficacité.

Usure réduite des freins : Étant donné que le freinage par récupération peut gérer une grande partie de la force de freinage du véhicule, il peut réduire l’usure de ses freins mécaniques, ce qui entraîne une réduction des coûts de maintenance.

Freinage plus fluide : Le freinage régénératif peut fournir un freinage plus doux et plus cohérent que les freins à friction traditionnels, conduisant à une conduite plus confortable pour les passagers.

Limites du freinage régénératif

Si le freinage régénératif offre de nombreux avantages, la technologie présente certaines limites. Ceux-ci inclus:

Efficacité réduite à haute vitesse : Le freinage régénératif est moins efficace à haute vitesse, car la quantité d’énergie cinétique pouvant être captée et stockée diminue à mesure que la vitesse du véhicule augmente.

Extension d’autonomie limitée : Le freinage par récupération peut étendre l’autonomie du véhicule. Toutefois, la quantité d’énergie récupérée par la voiture est limitée et l’impact global sur l’autonomie du véhicule peut varier en fonction des conditions de conduite.

Sensation de freinage réduite : Étant donné que le freinage par récupération utilise le moteur électrique pour ralentir le véhicule, il peut réduire la sensation de la pédale de frein, la rendant moins intuitive pour certains conducteurs.

Combien peut-on régénérer ?

Dans la deuxième partie, nous donnons des calculs détaillés sur la quantité d’énergie qui peut être régénérée et comment cela affecte l’autonomie. Nous expliquons également la physique derrière les mathématiques.