L'industrie des voitures électriques en 2020 s'est développée avec l'arrivée de nouveaux constructeurs de voitures électriques sur le marché et des constructeurs automobiles établis se développant dans les voitures entièrement électrifiées, les voitures hybrides ou les véhicules hybrides rechargeables.
Les véhicules électriques (EV) sont divisés en trois types principaux, à savoir les BEV ou véhicules électriques à batterie, les PHEV ou les véhicules électriques hybrides rechargeables et les HEV ou les véhicules électriques hybrides. Ces 3 catégories sont classées par l'alimentation différente de chaque voiture. La voiture électrique à batterie dispose d'une alimentation électrique unique à partir d'une batterie embarquée alors que la voiture hybride dispose de deux alimentations énergétiques légèrement différentes l'une de l'autre.
Ils sont classés selon le degré d'utilisation de l'électricité comme principale source d'énergie.
Il existe une myriade de marques de voitures électriques et hybrides disponibles aujourd'hui. Les marques de fabricants de voitures électriques incluent Tesla , la voiture électrique Kia Soul et la Volkswagen e-Up . Les marques de voitures hybrides rechargeables incluent la Mini Cooper Countryman SE All4 , la Kia Niro hybride rechargeable et le modèle hybride rechargeable Ioniq Hyundai . Une voiture hybride bien connue est la Toyota Prius , qui a été la première voiture hybride produite en série lancée au Japon en 1997.
BEV – VÉHICULE ÉLECTRIQUE À BATTERIE
Les bases
Le terme véhicule électrique à batterie décrit les voitures entièrement alimentées par des moteurs électriques qui tirent leur énergie d'une cellule de batterie haute performance. Cela contraste avec les voitures hybrides rechargeables (PHEV) et les véhicules électriques hybrides (HEV) où la puissance est dérivée d'une combinaison d'un moteur à combustion interne et d'une batterie. Avec les BEV, la cellule de batterie embarquée est la seule source d'énergie pour le moteur.
Un BEV n'a pas de moteur diesel ou à essence pour l'assister et il n'y a donc pas de secours si la batterie est à plat. C'est pourquoi les bornes de recharge des voitures électriques sont construites dans les États et les pays pour améliorer l'infrastructure d'alimentation des véhicules électriques.
Un BEV est essentiellement une voiture électrique 100% pure, qui a été mise en avant par Tesla qui devient rapidement le constructeur de voitures électriques le plus populaire avec ses Tesla Model S, 3, X et Y. Tesla a d'autres voitures électriques à venir telles que le Roadster , le Semi et le Cybertruck .
Le Nitty Gritty
La seule source d'alimentation pour un BEV est la batterie rechargeable, ils ne sont assistés par aucune option d'alimentation supplémentaire et la seule façon de charger une batterie pour les voitures électriques est via un chargeur domestique de voiture électrique comme le Powerwall de Tesla ou à une station de charge de voiture électrique commerciale . Ces véhicules stockent l'électricité à bord dans des blocs-batteries de grande capacité, qui alimentent à leur tour tous les composants électroniques et les moteurs électriques utilisés pour alimenter le véhicule. Comme les BEV sont rechargés par l'électricité provenant d'une source externe, il existe trois niveaux de vitesse différents disponibles pour recharger les voitures électriques.
Ceux-ci sont détaillés ci-dessous :
La charge de niveau 1 serait couramment utilisée avec une prise domestique standard de 120 V, idéale pour recharger une voiture électrique à domicile pendant la nuit ou tout au long de la journée au travail. Cela prendra plus de 8 heures pour charger et donner au véhicule une distance de déplacement d'environ 75 à 80 miles. La plupart des voitures électriques sur le marché auront ce niveau de charge disponible car il s'agit de la source d'approvisionnement en électricité la plus courante.
La recharge de niveau 2 nécessite une borne de recharge spécifique pour voiture électrique nécessitant une alimentation de 240v. Ces spécifications électriques se trouvent normalement sur le lieu de travail ou à une borne de recharge publique pour voitures électriques. Pour obtenir la même distance de déplacement entre 75 et 80 miles que vous obtiendriez avec le niveau 1, la charge prend maintenant environ 4 heures, il est donc beaucoup plus rapide d'obtenir la même distance de déplacement.
Le niveau 3 , comme on l'appelait à l'origine, mais maintenant appelé charge rapide CC ou charge rapide, est la solution de charge la plus rapide actuellement pour le marché des véhicules électriques. Ces charges se trouvent dans des bornes de recharge dédiées aux véhicules électriques et prennent environ 90 minutes pour obtenir une autonomie d'environ 90 miles, mais il existe des exceptions à la règle où certains modèles de Tesla peuvent parcourir plus de 200 miles avec une seule charge CC de 90 minutes.
Lors de la conduite d'un BEV, il n'y a pas d'émissions de CO2 , cependant, ce n'est pas tout à fait vrai car il y a des émissions de CO2 produites par le réseau d'alimentation électrique qui envoie de l'énergie aux bornes de recharge pour reconstituer la batterie du BEV avec la fabrication proprement dite des batteries elles-mêmes. Cependant, des études ont montré que par rapport à un moteur à combustion interne, un BEV émet indirectement 50 à 51 % de CO2 en moins. Cela inclut les émissions créées par la recharge des batteries à partir du réseau.
À mesure que la technologie des batteries continue de s'améliorer, l'autonomie des voitures électriques s'étendra de plus en plus, offrant aux conducteurs davantage d'opportunités d'opter pour les voitures électriques offrant la plus longue autonomie. Comme les pressions modernes exigent une distance de conduite prolongée, cela met la pression sur les fabricants de batteries pour qu'ils recherchent en permanence des moyens plus efficaces de stocker l'énergie de la batterie. Cela inclut également le temps nécessaire pour recharger les batteries. Le secret des batteries EV est surdimensionné, cela signifie que la batterie n'est jamais poussée à son maximum et fonctionne toujours au milieu de la plage d'utilisation en donnant une "capacité de grâce" à chaque extrémité du spectre de puissance, réduisant ainsi le stress sur la batterie. La plupart des véhicules électriques ont une batterie de 8 ans et 100 000 miles.
PHEV - VÉHICULES ÉLECTRIQUES HYBRIDES RECHARGEABLES
Les bases
La définition de voiture hybride rechargeable fait référence à un véhicule électrique qui utilise une combinaison de deux sources d'alimentation, qui sont un moteur électrique (alimenté par batterie) et un moteur à combustion interne à essence ou diesel standard. Des exemples de ces véhicules sont la Ford Fusion , la Volvo XC90 hybride rechargeable , l' Audi A3 E-Tron et la voiture hybride Hyundai Sonata .
Le processus de recharge des batteries du PHEV est actuellement obtenu via plusieurs options alternatives par opposition au BEV qui ne peut se recharger qu'à partir d'une alimentation électrique. Une batterie PHEV, d'autre part, a la possibilité d'une charge régénérative où la batterie est rechargée par un processus de freinage, qui utilise la résistance des roues pour recharger la batterie avec la possibilité de se brancher sur un chargeur domestique de voiture électrique ou une charge rapide Station-service CC.
Le Nitty Gritty
Un PHEV ou une prise hybride, comme on l'appelle communément, est similaire à la voiture hybride conventionnelle dans laquelle ils utilisent une combinaison d'alimentation par batterie et d'un moteur à combustion interne, soit en conjonction les uns avec les autres, soit indépendamment. La batterie PHEV peut être entièrement rechargée par une prise électrique domestique standard ou via une borne de recharge de voiture électrique commerciale. Un PHEV peut parcourir environ 30 miles sur la batterie seule, après quoi le moteur à combustion interne prendra le relais. Les personnes qui envisageraient d'acheter un PHEV souhaitent généralement s'éloigner du moteur à combustion interne, mais ne sont pas tout à fait à l'aise avec une conversion complète aux voitures électriques. En effet, ils peuvent avoir le sentiment que les restrictions de tarification pour les BEV ne sont pas aussi flexibles que pour les moteurs à combustion interne et n'ont peut-être pas encore tout à fait accepté le passage aux BEV.
Le fonctionnement de cette voiture hybride est qu'elle utilise le freinage régénératif , qui est la capacité pour le véhicule de recharger ses batteries via le système de freinage. Cela se produit en ralentissant le véhicule en convertissant l'énergie cinétique en une forme qui peut être stockée dans la batterie ou utilisée immédiatement si nécessaire. Cela peut être utilisé lorsque le PHEV est en mode moteur à combustion interne et que le processus de freinage recharge en permanence les batteries embarquées. Les batteries d'un PHEV diffèrent de celles du HEV où elles ont la capacité de se décharger en continu, ce qui donne un seul trajet "batterie uniquement" qui peut être entièrement rechargé, alors que le vrai HEV utilise sa batterie uniquement sur de courtes rafales de puissance.
Les courts trajets sont idéaux pour les PHEV car ils peuvent se déplacer à 100 % sur batterie, cependant, s'ils nécessitent de parcourir de plus longues distances, le moteur à combustion interne peut être utilisé uniquement comme source d'alimentation et rempli normalement dans les stations-service régulières.
La voiture hybride a des avantages et des inconvénients. L'inconvénient des PHEV est qu'ils doivent être branchés et chargés tous les soirs et si cela n'est pas fait, les avantages de la batterie ne sont pas pleinement utilisés. La prise en charge de la voiture électrique par rapport au gaz est encore plus économe en carburant et économique. La Toyota Prius offre l'hybride rechargeable à plus longue autonomie qui atteindra environ 650 miles avec le moteur à combustion interne uniquement et environ 1000 miles avec une batterie complètement chargée sur un réservoir plein.
Les émissions de CO2 du PHEV sont les mêmes que celles d'un moteur à combustion interne standard, cependant, les émissions sont considérablement réduites si la voiture est utilisée sur de courtes distances lorsque la batterie est la seule source d'alimentation.
HEV - VÉHICULES ÉLECTRIQUES HYBRIDES
Les bases
Enfin, nous avons le HEV (Hybrid Electric Vehicle) qui est presque le même que le PHEV mais avec quelques différences. Pour expliquer le sens de la voiture hybride, il est défini comme une combinaison d'un moteur à combustion interne et d'un petit moteur électrique pour propulser le véhicule. Quelques exemples de ceci sont la voiture hybride Honda Civic et la voiture hybride Toyota Camry .
La présence d'une batterie dans un VHE vise à améliorer l'économie de carburant et les performances du véhicule. Le meilleur exemple d'efficacité HEV est la Toyota Prius qui a atteint 50 à 60 mpg de mieux que n'importe quelle voiture utilisant un moteur à combustion interne.
L'objectif principal d'un VHE est d'économiser du carburant sans compromettre les performances. Ceci peut être réalisé en utilisant plusieurs moteurs électriques pour assister le moteur à combustion interne pendant l'accélération et la circulation lente.
Le Nitty Gritty
La voiture hybride conventionnelle, comme la Toyota Prius, utilise une combinaison d'un système de propulsion à moteur à combustion interne et d'un petit système de propulsion à moteur électrique. La combinaison des deux sources d'alimentation est contrôlée par un ordinateur de bord qui déterminera quand chaque source d'alimentation sera utilisée. Selon le type de VHE, le moteur électrique se mettra en marche pour assister le moteur à combustion interne ou fonctionnera uniquement sur batterie à des vitesses inférieures, offrant le meilleur rendement énergétique possible.
Le HEV a un groupe motopropulseur mécanique standard avec un vilebrequin et un embrayage, qui ressemble à un moteur à combustion interne avec de petits moteurs électriques dans les roues qui agissent comme la chaîne d'entraînement ou les options de freinage, parfois appelées configuration parallèle. Lorsque les freins sont appliqués, le moteur électrique tourne en sens inverse et agit comme un générateur qui charge les batteries.
Le VHE n'a pas d'option de prise pour recharger la batterie de bord. La batterie de la voiture électrique est rechargée selon un processus embarqué appelé freinage régénératif où les moteurs électriques ralentissent le véhicule qui utilise une partie de l'énergie habituellement convertie en chaleur par les freins. Ceci est différent du PHEV où les batteries peuvent être rechargées via une alimentation électrique. Le HEV s'appuie uniquement sur le freinage régénératif et la capacité de charge du moteur à combustion interne pour alimenter les batteries.
Les batteries HEV sont conçues pour fonctionner différemment des BEV et des PHEV car elles utilisent leur énergie en courtes rafales de puissance pour l'accélération et les conditions de conduite plus lentes plutôt qu'une longue décharge continue d'énergie utilisée par les BEV. Une batterie HEV descendra rarement en dessous de 20 % de charge et fonctionnera toujours normalement. Les batteries lithium-ion sont utilisées dans les voitures électriques de Nissan qui fournissent deux fois la puissance d'une cellule de batterie standard. Contrairement aux cellules de batterie de téléphone portable, les batteries de voiture hybrides ont la capacité d'émettre et de stocker de grandes quantités d'énergie pendant que la voiture accélère ou décélère. Pour cette raison, la durabilité est une exigence vitale pour une batterie HEV.
Les batteries HEV sont très similaires à une batterie de démarreur de voiture standard qui peut fonctionner efficacement à moins de 50 % de sa charge et qui est rechargée en permanence via le système de freinage régénératif de la voiture. Ces batteries sont robustes et sont généralement garanties environ 8 ans d'utilisation.
En conduisant un HEV, le conducteur entendra généralement le moteur essence ou diesel tourner la plupart du temps, tandis que dans un PHEV, le conducteur n'entendra généralement pas le moteur sauf sur de plus longues distances lorsque le moteur à combustion interne prend le relais une fois que la batterie a fonctionné déchargée. Les conducteurs de VHE sont généralement soucieux de l'environnement et de la consommation de carburant. Ils peuvent également ne pas être bien adaptés pour avoir accès à des chargeurs de voiture électriques fiables, ils préfèrent donc l'option de ne pas avoir à se soucier de recharger le véhicule.
Le couple immédiat dérivé des véhicules électriques hybrides est évident avec des véhicules hautes performances comme McLaren P1 et Ferrari LaFerrari qui utilisent les moteurs électriques hybrides pour stimuler l'accélération et améliorer les performances.
Dernières pensées
Alors que le prix de la voiture électrique est en moyenne supérieur à celui des véhicules à essence, il est possible de mettre la main sur des voitures électriques d' occasion . Pour les nouveaux modèles, il existe des offres de location de voitures électriques pour aider les propriétaires à rester financièrement abordables.
Et à mesure que de plus en plus de personnes se convertiront aux voitures électriques, nous assisterons à une croissance exponentielle de cette industrie et davantage d'incitations inciteront les consommateurs dans cette direction grâce à des crédits d'impôt pour les voitures électriques et à des politiques telles que les remises sur les voitures électriques proposées en Californie.
