- Le freinage régénératif convertit l’énergie cinétique en électricité via le moteur.
- Principalement utilisé dans les hybrides et les voitures électriques pour recharger la batterie.
- Un système électronique décide quand le moteur agit comme moteur ou générateur.
- L’énergie est stockée dans la batterie ou parfois dans des condensateurs.
Chaque fois que vous appuyez sur la pédale de frein de votre voiture, vous gaspillez de l’énergie. Selon les lois de la physique, l’énergie ne peut pas être détruite. Donc, lorsque votre voiture ralentit, l’énergie cinétique qui la poussait vers l’avant doit aller quelque part. La plupart se dissipe sous forme de chaleur et est perdue, bien qu’elle puisse être utilisée à des fins utiles.
Que pouvez-vous faire pour empêcher ce processus négatif ? Rien, car il est impossible de conduire sans freiner, et l’énergie perdue est le résultat du trafic et des freins.
Heureusement, les fabricants d’automobiles ont inventé un système de freinage capable de réutiliser l’énergie cinétique perdue en la transformant en électricité. Il s’agit de la récupération de l’énergie de freinage (ou freinage régénératif), que nous aborderons dans les prochains paragraphes.
Actuellement, ce système de freinage est principalement utilisé dans les voitures hybrides (par ex. Toyota Prius) et dans les voitures entièrement électriques (par ex. Tesla Roadster). Cela est dû au fait que, dans ce type de véhicule, il est extrêmement important de maintenir la batterie toujours chargée.
Comment fonctionne le freinage régénératif ?
Avant de voir comment fonctionne le système de récupération, une comparaison avec le système classique est nécessaire. Dans un système de freinage traditionnel, les plaquettes de frein produisent un frottement avec le disque de frein pour ralentir ou arrêter la voiture. Un autre frottement est produit entre les roues ralenties et la surface de la route. Ce frottement est ce qui transforme l’énergie cinétique de la voiture en chaleur.
D’un autre côté, dans le système de récupération de l’énergie de freinage, le moteur qui pousse le véhicule a également une fonction de frein. Le système consiste en un moteur électrique à double fonction. Il fonctionne comme moteur dans une direction et comme générateur dans la direction opposée. Lorsqu’il fonctionne comme moteur, il convertit l’énergie électrique en énergie mécanique, faisant bouger les roues.
Cependant, lorsque vous freinez, il fonctionne à l’opposé et devient pratiquement un générateur électrique. L’application des freins sur une voiture électrique ou hybride fait en sorte que le moteur électrique tourne dans la direction opposée, ralentissant les roues.
Pendant ce temps, les roues transfèrent l’énergie cinétique (ou le momentum) de nouveau au générateur.
Lors de la rotation, le générateur convertit l’énergie cinétique en énergie électrique et la transfère à la batterie.
Le système de récupération de l’énergie de freinage fonctionne sur un système complexe de circuits électroniques, qui choisit entre les deux directions de rotation du moteur (avant/arrière).
Dans certains cas, l’énergie produite par ce type de frein est stockée dans une série de condensateurs, pour être utilisée ultérieurement. En outre, puisque les véhicules utilisant le freinage régénératif sont également équipés d’un système de freinage standard par friction, les composants électroniques de la voiture doivent décider quel système de freinage est approprié dans chaque situation.
Étant donné que le freinage régénératif est en grande partie contrôlé électroniquement, il est possible que le conducteur règle certaines modalités dans lesquelles le véhicule doit réagir, selon la situation.
Par exemple, dans certaines voitures, le conducteur peut sélectionner si le système de récupération de l’énergie de freinage s’active immédiatement à chaque fois que le pied se lève de la pédale d’accélérateur, et si le système de freinage amènera la voiture à 0 km/h ou la ralentira progressivement.
Limitations du fonctionnement
Le système de récupération de l’énergie de freinage a également quelques limitations. L’une d’elles est qu’il fonctionne de manière efficace uniquement jusqu’à certaines vitesses, notamment en cas d’arrêts et de démarrages fréquents.
En outre, le freinage est plus lent par rapport au freinage traditionnel et n’est pas aussi efficace à basse vitesse. Par conséquent, la responsabilité du freinage ne repose pas complètement sur le freinage régénératif.
Au lieu de cela, celui-ci assiste seulement les freins normaux afin qu’ils puissent fonctionner plus efficacement. Si le moteur ne parvient pas à ralentir la voiture rapidement, le module de commande électronique applique les freins conventionnels et arrête le véhicule.
Conclusion
Il est important de rappeler que, à lui seul, le freinage régénératif n’est pas une baguette magique pour l’énergie. En pratique, il ne rend pas les véhicules plus efficaces, mais les rend simplement moins inefficaces.
En théorie, le moyen le plus efficace de conduire serait d’accélérer jusqu’à une vitesse constante et de ne jamais toucher à la pédale de frein. Puisque freiner consomme de l’énergie, et que la voiture aura besoin d’énergie supplémentaire pour revenir à la vitesse de croisière, la plus grande efficacité serait obtenue en ne ralentissant jamais.
Évidemment, cela ne peut pas se produire dans la réalité. Puisque nous devons freiner souvent, notamment dans le trafic urbain, la récupération de l’énergie de freinage est la meilleure solution, car elle réduit l’inefficacité du freinage et rend le processus moins coûteux, étant donné que maintenir la batterie chargée est vital, notamment dans les véhicules électriques.
Source photo: quora.com, mechanics.stackexchange.com
