Il y a vingt ans, les freins n'étaient que des freins - vous appuyez sur la pédale et la voiture ralentit jusqu'à ce qu'elle s'arrête complètement. Ces dernières années, alors que les véhicules équipés de moteurs hybrides, électriques et alimentés par batterie deviennent de plus en plus populaires, le freinage régénératif est devenu un sujet de discussion. Des véhicules hybrides et électriques très recherchés comme la Tesla et la Prius utilisent une aérodynamique, une batterie et une technologie d'ingénierie révolutionnaires pour créer une expérience de conduite très efficace. Le freinage régénératif est l'une de ces technologies d'économie d'énergie qui est employée.
Si vous envisagez d'acheter un véhicule électrique ou hybride, vous avez probablement entendu le terme "freinage régénératif" au moins quelques fois. Qu'est-ce que le freinage régénératif exactement et qu'implique la conduite d'une voiture comme celle-ci ?
Le freinage régénératif est un processus de récupération d'énergie qui ralentit et finalement arrête un véhicule en mouvement en convertissant son énergie cinétique créée pendant la décélération en une forme qui peut être utilisée immédiatement ou stockée dans la batterie pour alimenter le moteur électrique. Le freinage régénératif a été développé comme méthode pour aider à augmenter l'autonomie des véhicules électriques et hybrides.
Une forme de freinage régénératif est couramment utilisée sur la plupart des véhicules modernes construits aujourd'hui. Dans les voitures diesel et à essence, le freinage régénératif aide à charger la batterie qui alimente les systèmes auxiliaires du véhicule, ce qui minimise le fonctionnement du moteur. Cependant, dans les voitures hybrides et électriques, le freinage régénératif joue un rôle plus actif. Ces véhicules s'appuient sur le système de freinage régénératif pour charger en permanence la batterie qui entraîne la voiture. Les systèmes de freinage régénératif reposent sur un véhicule hybride ou électrique, un moteur électrique pour convertir l'énergie cinétique perdue en énergie stockée dans la batterie du véhicule.
Savez-vous qu'à chaque fois que vous freinez, vous gaspillez de l'énergie ? Selon les règles de la physique, l'énergie ne peut pas être détruite. Par conséquent, lorsque vous activez les freins et que la voiture s'arrête, toute cette énergie se dissipe sous forme de chaleur, brûle et devient inutile. Dans un véhicule ordinaire avec un système de freinage conventionnel, le gaspillage d'énergie est un sous-produit inévitable du freinage.
Les ingénieurs automobiles ont créé un système de freinage régénératif pour aider à capter une partie de cette énergie perdue. Le freinage régénératif récupère l'énergie cinétique, la transforme en électricité et utilise cette électricité pour recharger la batterie du véhicule. Dans les voitures hybrides et électriques, il est très important de garder la batterie rechargée.
L'énergie cinétique est captée lors de la décélération. Les véhicules hybrides qui utilisent un moteur électrique et un moteur à essence reposent uniquement sur le freinage régénératif pour recharger continuellement le moteur, c'est pourquoi il n'a pas besoin d'être branché. Dans un système de freinage régénératif, le moteur entraîne les roues pendant l'accélération mais pendant la décélération, les roues entraînent le moteur. Cet échange unique de flux d'énergie aide le moteur à servir de générateur, repoussant la rotation des roues, générant ainsi de l'électricité pour recharger la batterie de la voiture.
La régénération se produit lorsque :
Généralement, sur les véhicules électriques et hybrides, vous pouvez voir cet effet régénérateur se produire sur la jauge de charge.
D'autre part, les véhicules électriques fonctionnent avec une charge de batterie branchée sur une source d'alimentation. Étant donné que les batteries de véhicules entièrement électriques sont chargées sur une prise, elles n'utilisent que le freinage régénératif pour recharger la batterie, c'est pourquoi elles doivent toujours être branchées sur une station de charge ou d'accueil et complètement chargées à cent pour cent.
Pour bien comprendre le fonctionnement des systèmes de freinage régénératif, vous devez avoir un aperçu du fonctionnement du freinage conventionnel. Alors que l'objectif principal des freins conventionnels est d'arrêter la voiture, les systèmes de freinage régénératif se concentrent sur la récupération d'une partie de l'énergie perdue lors du freinage et sur sa conversion en énergie pour charger la batterie.
Un système de freinage conventionnel est composé de freins à disque et à tambour qui utilisent la friction pour ralentir et arrêter le véhicule. Les freins hydrauliques qui l'entraînent constituent une partie essentielle du système de freinage. Les freins hydrauliques sont constitués du maître-cylindre rempli de liquide qui est relié au cylindre récepteur. La pédale de frein est reliée au maître-cylindre, lorsqu'il est activé le piston, le maître-cylindre pousse le fluide à travers les tuyaux. Lorsque le fluide s'écoule vers les cylindres récepteurs, il force le piston à appliquer une pression sur les freins.
Le système hydraulique qui est activé pendant le freinage fournit du liquide hydraulique aux pistons de l'étrier de frein pour ralentir et arrêter le disque de frein.
Freinage régénératif
Alors que les systèmes de freinage conventionnels utilisent les freins à disque et à tambour pour produire de la friction et ralentir et arrêter la voiture, les freins régénératifs sont obtenus en entraînant le moteur en marche arrière. Lorsque le conducteur actionne le frein, le moteur électrique est mis en marche arrière et le moteur commence à tourner en arrière en ralentissant les roues. Ce mouvement inverse est stimulé par l'élan du véhicule. Cette manœuvre génère également de l'électricité qui charge la batterie.
Les voitures électriques et hybrides sont également équipées de véhicules électriques et hybrides qui se déclenchent lorsque le système de freinage régénératif ne fournit pas assez de puissance pour arrêter le véhicule. L'ordinateur de bord de la voiture détermine quand utiliser le système de freinage à friction traditionnel et quand mettre la voiture en mode marche arrière. Si le conducteur doit appuyer sur la pédale de frein pour effectuer un arrêt rapide, la voiture engagera les freins traditionnels. Les freins régénératifs sont idéaux pour les situations d'arrêt et de départ.
Freinage conventionnel VS freinage régénératif
Le freinage régénératif a ses limites. Même les meilleurs systèmes de freinage régénératif ne produisent pas assez de puissance de freinage que les freins traditionnels. Par conséquent, les arrêts d'urgence sont presque impossibles avec le freinage régénératif seul, ils ne sont pas capables de maintenir un véhicule immobile sur une pente.
Les freins régénératifs soulagent les plaquettes de frein et les rotors. Moins de charges signifie moins de chaleur. En conséquence, ils perdent leurs matériaux plus lentement, ce qui signifie qu'ils durent beaucoup plus longtemps.
Le système de freinage régénératif étend l'autonomie des véhicules électriques et hybrides, mais l'efficacité de récupération de cette énergie est d'environ soixante-dix pour cent. Après tout, selon les lois de la physique, aucune machine ne peut être efficace à 100 %, tout transfert d'énergie entraînera une perte de chaleur, de lumière et de bruit. Cependant cela peut varier selon le véhicule, la motorisation. Tout dépend du style de conduite et de la fréquence à laquelle le conducteur a tendance à freiner.
Il est important de noter que le taux d'efficacité de 70 % ne signifie pas une augmentation de 70 % de l'autonomie d'un véhicule électrique ou hybride. Plutôt 70% de l'énergie cinétique perdue lors du freinage peut être convertie en accélération plus tard.
Efficacité
Qu'en est-il de l'efficacité ? L'efficacité du freinage régénératif mesure comment votre autonomie peut être augmentée ? L'efficacité du freinage régénératif dépend de divers facteurs, notamment les conditions de conduite, le terrain et, bien sûr, la taille du véhicule.
Les conditions de conduite peuvent être un déterminant majeur de l'autonomie d'un véhicule électrique ou hybride. Conduire dans des embouteillages, qui vous obligeront à appuyer plus souvent sur vos freins et à récupérer l'énergie perdue, augmentera davantage la capacité de la batterie que la conduite sur autoroute. Le terrain entre également en jeu car la conduite en descente nécessite des périodes de freinage accrues pour réguler la vitesse tout en chargeant à plusieurs reprises la batterie. Quand il s'agit de l'efficacité d'un système de freinage régénératif, la taille d'un véhicule. Oui, les véhicules plus lourds ont plus d'élan et d'énergie cinétique.
Une technique de pédalage
Dans certains véhicules hybrides et électriques, le conducteur peut déterminer la quantité de freinage régénératif utilisée en ajustant le levier de changement de vitesse tout en ralentissant la voiture. Agressif capture et stocke plus d'énergie, mais cela entraînera également un ralentissement plus rapide du véhicule et, dans certains cas, un arrêt complet. Cette technique de conduite est souvent appelée « un pédalage ».
Un pédalage. Lorsque la technique de pédalage unique est utilisée, le conducteur navigue dans la circulation en utilisant uniquement l'accélérateur, n'accélérant que lorsqu'il doit avancer, relâchant la pédale et laissant le freinage régénératif arrêter la voiture. Au lieu de déplacer votre pied entre l'accélérateur et la pédale de frein, le conducteur doit continuer à moduler le frein avec son pied droit lorsqu'il accélère ou ralentit. Au contraire, le freinage régénératif est toujours capable d'arrêter un véhicule, principalement lorsqu'il se déplace à grande vitesse.
Économie de carburant
Tout le concept des véhicules hybrides et électriques repose sur leur capacité à réduire ou à éliminer la consommation de carburant. Les hybrides ont tendance à obtenir une meilleure efficacité énergétique lors de la conduite en ville. Dans ces véhicules, les freins régénératifs sont essentiels pour charger complètement la batterie. Lorsque les freins ne sont pas activés, la batterie devient faible et cela augmente le moteur à essence. Si la batterie devient trop faible, elle cesse de fonctionner en conjonction avec le moteur à essence et siphonne à la place une partie de sa puissance pour aider à recharger la batterie.
Lorsque vous conduisez ces véhicules, vous devrez ajuster vos habitudes de conduite. Les conducteurs devront apprendre à ralentir bien à l'avance et à s'arrêter en roue libre, ce qui génère plus d'énergie que de claquer sur les freins.
Les systèmes de freinage régénératif ont leurs avantages et leurs inconvénients. Consultez cette liste des principaux avantages des systèmes de freinage régénératif :
Le principal avantage du freinage régénératif est peut-être qu'il améliore l'économie de carburant. Un rapport publié par Ford a révélé que le freinage régénératif a permis d'économiser plus de 100 millions de gallons d'essence au cours des 15 dernières années.
L'énergie captée par les freins régénératifs permet de recharger la batterie de la voiture. L'énergie cinétique qui serait autrement perdue par le véhicule est capable de subir une charge prolongée pendant la conduite.
Les véhicules hybrides et électriques sont également équipés de systèmes de freinage traditionnels. Le freinage régénératif soulage une partie de la charge placée sur les freins à friction, ce qui évite l'usure.
Le principal inconvénient des systèmes de freinage régénératif comprend ;
Conduire une voiture avec freinage régénératif est différent de celui d'un véhicule avec juste un système de freinage traditionnel. Beaucoup prétendent que les pédales de frein de ces véhicules sont molles et molles. Pour vous assurer que la batterie se charge en permanence, vous devrez utiliser les bonnes techniques de freinage afin que l'énergie soit récupérée.
L'efficacité d'un système de freinage régénératif dans un véhicule hybride ou électrique repose sur des problèmes en constante évolution. Les effets du freinage régénératif diminuent lors de la conduite à grande vitesse. Les freins à friction devront être activés à basse vitesse ou lorsque vous devez effectuer des arrêts rapides.
Oui, les véhicules hybrides et électriques sont des systèmes intégrés conçus pour optimiser l'efficacité, et le freinage régénératif n'est qu'un de ces processus essentiels. Le freinage régénératif réduit la perte d'énergie cinétique, aide à étendre l'autonomie électrique et diminue l'usure des freins et des rotors. Cette technologie révolutionnaire est également utilisée dans les vélos et les scooters.
Q :Que signifie le terme freinage régénératif ?
Le freinage régénératif est une méthode de récupération d'énergie qui réduit la vitesse et arrête un objet en mouvement en capturant et en stockant son énergie cinétique pour une utilisation immédiate ou ultérieure.
Q :Quelle est l'efficacité du freinage régénératif ?
Le freinage régénératif est d'environ 60 à 70 % efficace. Cependant, son efficacité peut varier en fonction de divers facteurs tels que le véhicule, le type de moteur, la taille du véhicule, les habitudes de conduite et bien plus encore.
Q :Les freins régénératifs durent-ils longtemps ?
Les freins régénératifs sont innovants et sont fabriqués pour récupérer efficacement l'énergie. Par conséquent, vous pouvez vous attendre à ce que les freins régénératifs durent plus longtemps que les freins traditionnels. Certains propriétaires de véhicules hybrides et électriques ont signalé que leurs freins, plaquettes et rotors durent environ 80 000 milles.
Q :Teslas dispose-t-il d'un système de freinage régénératif ?
Oui, les Tesla sont équipées de freins régénératifs. Sur les anciens modèles Tesla, les conducteurs ont la possibilité de modifier le niveau de freinage régénératif de standard à faible.
