Qu’est-ce que l’électrification des véhicules ?

L’électrification des véhicules est le processus qui consiste à alimenter le véhicule en électricité, en remplaçant les composants du véhicule qui fonctionnent avec une source d’énergie conventionnelle par des composants qui fonctionnent à l’électricité. En général, l’électrification des véhicules se concentre sur le groupe motopropulseur mû par l’électricité et ses systèmes auxiliaires, tels que les systèmes de recharge embarqués et hors-bord, ainsi que le transfert d’énergie sans fil. L’électrification des véhicules couvre également de nombreux autres aspects des fonctionnalités des véhicules qui existent dans un véhicule non électrique conventionnel, comme la direction assistée électronique, le programme de stabilité électronique, le contrôle de la traction électronique, le système d’éclairage intelligent, la suspension électromagnétique intelligente, la transmission intégrale, le système de déploiement des airbags, etc.

Les principaux facteurs qui poussent à l’électrification des véhicules sont la réduction des polluants, le développement de nouveaux systèmes de transport intelligents et le manque éventuel de disponibilité des combustibles fossiles. Le rendement des véhicules à essence classiques n’est que de 17 à 21 %, alors que celui d’un moteur électrique se situe entre 85 et 90 %. En plus du moteur à combustion interne (ICE), il existe d’autres systèmes de transfert de puissance mécaniques, pneumatiques et hydrauliques dans un véhicule conventionnel. Ces systèmes mécaniques, pneumatiques et hydrauliques sont encombrants, lourds et moins efficaces qu’un système électrique. Les systèmes électriques sont les plus efficaces, car ils peuvent être surveillés et faire l’objet d’une communication plus efficace que les autres, ce qui signifie qu’ils peuvent être optimisés et contrôlés en termes d’efficacité et de performance.  Par conséquent, un véhicule 100 % électrique (VE) sera très efficace et ne produira aucune émission de polluants, ce qui réduira l’empreinte carbone globale, tout en offrant un design attrayant.

Comment fonctionne l’électrification des véhicules ?

L’objectif fondamental et essentiel de l’électrification des véhicules est le remplacement d’un moteur à essence par un groupe motopropulseur électrique. Dans un groupe motopropulseur électrique, la batterie de traction utilise l’énergie qu’elle contient pour entraîner le moteur électrique à l’aide d’un convertisseur électronique de puissance.

Lors du freinage ou lorsque la vitesse du véhicule est réduite, l’énergie électrique est renvoyée vers la batterie à l’aide d’un système de freinage par récupération. La technique de commande et la topologie du convertisseur varient en fonction du type de moteur électrique utilisé.

Types de technologies d’électrification des véhicules

Il est difficile de remplacer complètement une transmission à essence par une transmission électrique avec la technologie actuelle des batteries et de répondre à toutes les demandes des consommateurs. Le principal coupable est la limitation de l’énergie maximale qui peut être stockée dans une cellule de batterie. Mais les hybrides, une combinaison de moteur à combustion interne et de moteur électrique peut combler ce fossé entre le véhicule électrique à batterie et le véhicule conventionnel. Les hybrides peuvent également améliorer l’efficacité des véhicules à essence classiques. Il existe différents types de technologies pour l’électrification des véhicules, notamment :

Les véhicules électriques hybrides (HEV). Les HEV combinent un moteur à combustion interne et un système de propulsion électrique. Le moteur à combustion interne fournit la majeure partie de l’énergie, et le système de propulsion électrique n’est utilisé que pour améliorer le rendement énergétique.

Véhicules électriques hybrides rechargeables (PHEV). Les VEHR combinent également les systèmes de propulsion électrique et à combustion interne. Un PHEV stocke l’énergie du réseau électrique ou du freinage par récupération. Le PHEV fonctionne à l’électricité jusqu’à ce que la batterie soit presque épuisée, puis la voiture passe automatiquement au moteur à combustion interne.

Il existe deux principales variantes de PHEV. Les PHEV mixtes utilisent un mélange d’essence et d’électricité lorsque la batterie est chargée, puis passent entièrement à l’essence lorsque la batterie est épuisée. L’un des avantages du fonctionnement mixte est que, comme le système électrique n’a pas besoin de satisfaire seul les demandes de puissance de pointe, il peut être plus petit. Les véhicules électriques à autonomie prolongée (EREV) sont des VHR qui utilisent uniquement l’électricité lorsque la batterie est chargée et passent à l’essence lorsque la batterie est déchargée. Pour les trajets plus courts que l’autonomie de la batterie, le véhicule fonctionne comme un VEB.

Véhicules électriques à batterie (BEV). Les VEB ont des batteries plus grandes pour stocker plus d’énergie provenant du réseau électrique et pour une plus grande autonomie. Ils n’ont pas de moteur à essence de secours. Les VEB sont également appelés par certains « véhicules électriques purs » ou « véhicules tout électriques » (VTE).

Véhicules électriques à piles à combustible (FCEV). Les FCEV se ravitaillent en hydrogène et utilisent une pile à combustible pour produire l’électricité nécessaire à la propulsion du véhicule. Les FCEV sont également appelés véhicules à pile à combustible ou FCV.

Toutes les voitures seront-elles électriques dans 10 ans ?

D’après un rapport, les VE devraient représenter 35 % des ventes mondiales de voitures neuves d’ici 2040, ce qui constitue une étape remarquable par rapport aux 3 % de ventes actuelles de VE. Les principaux constructeurs automobiles et pays consommateurs du monde ont convenu d’interdire les ventes de véhicules à moteur à combustion interne d’ici 2040.