Bases de la technologie des véhicules électriques

Véhicule électrique

Bienvenue dans la section dédiée aux véhicules électriques, une révolution sur roues qui redéfinit la mobilité du 21e siècle. Alors que nous assistons à un changement radical vers des alternatives écoénergétiques, les véhicules électriques (VE) émergent comme les protagonistes de cette transformation. Cette partie de notre formation vous emmènera au-delà du capot, explorant les bases fondamentales des VE, des technologies de batterie à la puissance du moteur électrique. Préparez-vous à découvrir comment ces véhicules innovants transcendent les limites de la conduite traditionnelle, ouvrant la voie à une ère où la mobilité rime avec durabilité. Attachez-vous, car nous plongeons dans le monde passionnant des véhicules électriques.

En 2020, le marché des véhicules électriques était réparti de manière équitable entre deux technologies majeures : les véhicules électriques à batterie (VEB) et les véhicules hybrides rechargeables (VHR). Ces deux technologies sont prévues pour connaître une expansion significative au cours des prochaines années. La part des VEB devrait augmenter, représentant environ 60 % de la production totale de véhicules électriques d'ici 2025, tandis que les VHR devraient constituer environ 40 % de cette production.

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Véhicules Électriques à Batterie (VEB)

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Les Véhicules Électriques à Batterie (VEB) sont des véhicules électriques propulsés par un moteur électrique qui puise son courant dans une batterie embarquée à bord du véhicule. Souvent appelés « véhicules 100 % électriques » ou « véhicules tout électrique », les VEB fonctionnent exclusivement avec de l'énergie électrique stockée et ne sont pas équipés d'un moteur à combustion interne (ICE) en tant que secours en cas de décharge complète de la batterie. En moyenne, la distance parcourue par charge pour les VEB se situe entre 150 km et 400 km. Cette tendance à l'extension de l'autonomie est alimentée par des batteries bénéficiant constamment d'innovations technologiques.

Véhicules hybrides rechargeables (VHR)

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Un véhicule hybride rechargeable (VHR) est un type de véhicule électrique capable de fonctionner grâce à deux sources d'énergie distinctes : une batterie rechargeable via une connexion à une source électrique externe, et un moteur à essence ou diesel.La capacité de la batterie d'un VHR est significativement inférieure à celle d'un véhicule électrique à batterie (VEB). En moyenne, un VHR peut parcourir entre 30 km et 50 km en utilisant uniquement la batterie, après quoi le moteur à essence/diesel prend le relais. Lorsqu'il est propulsé par sa batterie, le VHR ne produit aucune émission, offrant ainsi une solution écologique. Cependant, lorsqu'il passe en mode moteur essence/diesel, le VHR génère des émissions environnementales.

DC

AC

Cliquez sur le bouton ci-dessous pour découvrir les composants du véhicule électrique.

Comment fonctionnent les véhicules électriques ?

Un véhicule électrique fonctionne grâce à un moteur électrique alimenté par l'énergie stockée dans des batteries rechargeables. Ces véhicules sont équipés d'un ou de plusieurs ports de charge, ainsi que d'un chargeur intégré qui convertit le courant alternatif (AC) en courant continu (DC) afin de pouvoir être stocké dans la batterie. Un contrôleur embarqué garantit la performance optimale du véhicule électrique.

Le Système de Charge Combiné (CCS) Combo 2 (norme IEC 62196-3)

Système de Charge Combiné (CCS) Combo 1

CHAdeMO

Connecteur type 2 (norme IEC 62196-2)

Connecteur type 1 (SAE J1772)

Connecteurs de véhicule électrique

Divers types de connecteurs sont disponibles pour connecter le câble de charge au port du véhicule. Les connecteurs AC sont régis par la norme IEC 62196-2, tandis que les connecteurs DC sont standardisés par la norme IEC 62196-3.

Compétences évaluées - Comprendre les composants essentiels des VE- Acquérir des connaissances de base sur le fonctionnement des véhicules électriquesDescription Vous êtes arrivés à la fin de la partie 2 de ce cours, vous allez maintenant tester vos connaissances !

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Le socle de connecteur de charge est utilisé pour brancher la voiture à une source d'alimentation électrique, afin de recharger la batterie. Un véhicule électrique possède au moins un socle de connecteur de charge AC. Les voitures électriques possèdent un second socle de connecteur de charge DC pour la charge rapide (mode 4). Le socle de connecteur de charge DC peut - ou non - être en option, selon le modèle de voiture ou le pays. Aussi, certains modèles proposent un socle unique utilisable aussi bien pour la charge en courant alternatif qu'en courant continu.

Socle de connecteur de charge

Le CCS Combo 2 est basé sur le connecteur Type 2 avec l'ajout de deux broches supplémentaires. Le Système de Charge Combiné est conçu pour la Charge Rapide DC. Le connecteur peut effectuer des charges en courant alternatif et en courant continu jusqu'à 350 kW.

Les véhicules électriques comprennent un chargeur embarqué, qui convertit le courant alternatif (AC) en courant continu (DC) pour charger la batterie. La capacité de chargement du chargeur embarqué est limitée à 22 kW en courant alternatif. Dans le cas d'une charge rapide DC (voir mode de charge 4), le chargeur embarqué est contourné, et la batterie est alimentée directement en électricité en courant continu.

Chargeur embarqué

Le CCS Combo 1 est basé sur le connecteur J1772 Type 1 avec l'ajout de deux broches supplémentaires. Le Système de Charge Combiné est conçu pour la Charge Rapide CC. Le connecteur peut effectuer des charges en courant alternatif et en courant continu jusqu'à 350 kW.

Un véhicule électrique est propulsé par un moteur électrique. La plage de puissance caractéristique d'un véhicule électrique se situe entre 15 kW et 500 kW.

Moteur de véhicule électrique

Le connecteur CHAdeMO est utilisé avec les bornes de charge DC.Les constructeurs automobiles peuvent intégrer le CHAdeMO comme un second socle de prise, aux côtés d'une prise de courant alternatif, offrant ainsi une solution complète pour les besoins de charge.Il peut fournir jusqu'à 62,5 kW et atteindre 125 A, et ce même si la spécification CHAdeMO 2.0 révisée autorise jusqu'à 400 kW.

Le socle de connecteur de charge est utilisé pour brancher la voiture à une source d'alimentation électrique, afin de recharger la batterie. Un véhicule électrique possède au moins un socle de connecteur de charge AC. Les voitures électriques possèdent un second socle de connecteur de charge DC pour la charge rapide (mode 4). Le socle de connecteur de charge DC peut - ou non - être en option, selon le modèle de voiture ou le pays. Aussi, certains modèles proposent un socle unique utilisable aussi bien pour la charge en courant alternatif qu'en courant continu.

Socle de connecteur de charge DC

Le connecteur type 2 est utilisé avec les bornes de charge AC. Ce type de connecteur est approuvé comme norme européenne. Le connecteur se démarque avec une conception unique, de forme arrondie mais avec un bord plat au niveau de la partie supérieure. La répartition des broches est identique à celle du type 1, mais comprend deux broches supplémentaires, correspondant aux deux phases supplémentaires nécessaires à la charge triphasée. Il permet une recharge entre 3 kW et 43 kW et supporte le monophasé jusqu'à 16 A et le triphasé jusqu'à 63 A. Le T2-S est une évolution de ce connecteur qui comprend un obturateur exigé par la norme NF C15-100. En France, la version T2-S est obligatoire.

Les voitures électriques sont généralement équipées d'un système de stockage d'énergie par batterie lithium-ion. La plage de puissance caractéristique de la batterie se situe entre 5 kWh et 100 kWh. La batterie fonctionne à un voltage compris entre 300 V et 800 V. La batterie détermine l'autonomie de la voiture électrique. De manière approximative, 1 kWh d'énergie stockée équivaut à une distance de conduite de 5 km. La durée de vie de la batterie dépend de l'utilisation de la voiture et du type de chargement. Généralement, la batterie dure plus de 10 ans. Cependant, si la charge rapide DC est utilisée de manière fréquente (plus de 3 fois par mois), les capacités, la performance et la durée de vie de la batterie sont réduites.

Batterie de véhicule électrique

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Le connecteur type 1 est utilisé avec les bornes de charge AC. Le connecteur J1772 est facilement identifiable avec trois grandes broches – identique à la disposition de la prise de courant domestique – et deux broches plus petites pour le branchement de la voiture. Les trois grandes broches sont pour la Phase, le Neutre et la Terre, tandis que les deux petites broches servent à la communication entre le chargeur et la voiture électrique (Interface Pilote). Il fournit entre 3 kW et 7,4 kW et supporte uniquement le monophasé avec un courant maximal de 32 A. Il comprend une protection supplémentaire qui permet de verrouiller le connecteur lors de la charge, afin d'éviter tout débranchement par un tiers. Il est principalement utilisé aux États-Unis et au Japon, mais est également accepté en Europe.