Les voitures hybrides sont des véhicules économes en carburant qui obtiennent une consommation d'essence fantastique grâce à l'utilisation combinée de nouvelles technologies et d'une physique simple. Les carrosseries aérodynamiques, par exemple, créent beaucoup moins de résistance à l'air lorsque la voiture roule sur la route, et les matériaux légers ne font que renforcer l'effort. Les pneus des voitures hybrides sont souvent du type à faible résistance au roulement, et même le simple fait d'arrêter la voiture est également plus efficace. Vous voyez, le freinage régénératif permet au véhicule de capter sa propre énergie cinétique pour augmenter l'efficacité énergétique.
Pour le dire dans les termes les plus simples, l'énergie cinétique est l'énergie du mouvement. Tout ce qui bouge, comme le volant d'une voiture, a de l'énergie cinétique. Dans le cas spécifique des roues d'une voiture hybride, ou de n'importe quelle voiture d'ailleurs, l'énergie cinétique est rotative -- et comme tout le monde le sait (n'hésitez pas à chanter pendant que vous lisez la ligne suivante), les roues de la voiture vont rond et rond.
La plupart des voitures hybrides sur le marché aujourd'hui ont des systèmes de freinage régénératif qui font bon usage de cette énergie cinétique. Les systèmes de freinage régénératif peuvent être utilisés par des hybrides complets, qui peuvent fonctionner en mode tout électrique pendant de courtes périodes, ou par des véhicules hybrides légers, qui utilisent des systèmes avancés comme la technologie d'arrêt au ralenti, parfois appelée technologie start-stop. Mais quel que soit le type spécifique de véhicule hybride, complet ou léger, ils bénéficient tous deux du freinage régénératif.
Chaque fois qu'un véhicule peut utiliser une énergie autre que l'essence, y compris l'énergie cinétique, l'efficacité énergétique de ce véhicule augmentera. Ensuite, examinons de plus près comment les freins régénératifs rendent possible la conduite écologique.
Puisque l'énergie cinétique est l'énergie du mouvement, vous pourriez probablement deviner que les voitures en créent beaucoup. Capturer une partie de cette énergie cinétique dans un souci d'efficacité énergétique dans une voiture hybride est un peu délicat, mais le freinage régénératif est une méthode couramment utilisée par de nombreux constructeurs automobiles.
Sur une voiture non hybride lors d'un arrêt de routine, le freinage mécanique ralentit puis arrête le véhicule. Par exemple, si votre véhicule est équipé de freins à disque, les plaquettes de frein serrent un rotor pour arrêter la voiture. Si votre voiture est équipée de freins à tambour, le patin de frein pousse le matériau de la garniture de frein vers l'extérieur vers la surface du tambour de frein pour ralentir ou arrêter la voiture. Dans les deux cas, la majeure partie de l'énergie cinétique des rouets est absorbée par les patins ou les tambours, ce qui crée de la chaleur.
Sur une voiture hybride qui utilise le freinage régénératif, le moteur électrique est utilisé pour ralentir la voiture. Lorsque le moteur fonctionne dans ce mode, il agit comme un générateur pour récupérer l'énergie cinétique de rotation au niveau des roues, la convertir en énergie et la stocker dans les batteries de la voiture. Lorsque le conducteur de la voiture hybride lève son pied de la pédale d'accélérateur, la résistance fournie par le générateur ralentit d'abord la voiture, puis les plaquettes de frein mécaniques peuvent être appliquées pour terminer le travail. Bien sûr, les plaquettes de frein mécaniques peuvent également être engagées immédiatement dans un scénario de freinage d'urgence.
La voiture utilise l'énergie stockée dans la batterie pour alimenter le moteur électrique qui entraîne la voiture à basse vitesse. Selon le type d'hybride, le moteur électrique peut soit fonctionner seul pour déplacer la voiture, soit fonctionner de concert avec le moteur à essence de la voiture. Ainsi, le freinage régénératif, associé à des techniques de conduite respectueuses de l'environnement, telles que des démarrages lents et des vitesses globales plus lentes, est une caractéristique importante de certains des véhicules les plus économes en carburant actuellement en circulation.
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KERSLe freinage régénératif n'est pas toujours synonyme de conduite écologique. Depuis 2009, les voitures de course de Formule 1 utilisent un système de récupération d'énergie cinétique, appelé KERS, pour augmenter la puissance. Certaines équipes utilisent un volant d'inertie pour capter l'énergie cinétique plutôt qu'un moteur électrique, mais dans tous les cas, la puissance de freinage est stockée pour une utilisation ultérieure - dans ce cas, pour aider le moteur avec un peu plus de punch.
