L’Alliance Renault-Nissan développe une gamme complète de groupes motopropulseurs 100 % électriques, dont la puissance oscillera entre 15 kW et 70 kW (20 ch et 95 ch). Les premiers groupes motopropulseurs 100 % électriques équiperont Renault Fluence Z.E., Renault Kangoo Express et Renault Twizy Z.E. dès 2011.
Mais savez vous comment fonctionne un moteur 100 % électrique ?
Le Motoréducteur
Le moteur électrique est constitué d’un stator qui crée un champ magnétique tournant et permet ainsi la rotation du rotor sur l’axe moteur. Ce dernier entraine un réducteur à rapport de démultiplication fixe pour transmettre le couple généré vers les roues. Cet ensemble est le motoréducteur. Il offre des accélérations linéaires et sans à-coups. Il ne cale jamais et ne comporte pas d’embrayage. Le fonctionnement en marche arrière est obtenu en faisant simplement tourner le rotor en sens inverse. Le moteur électrique affiche un rendement énergétique très élevé (90 %), bien supérieur au rendement de 25 % des moteurs thermiques.
L’Unité électronique de puissance
L’énergie électrique est transmise au motoréducteur par le biais d’une unité d’électronique de puissance comprenant un onduleur. Celui-ci transforme le courant continu 400 V stocké en courant alternatif triphasé pour alimenter le stator. Situé dans le même carter que l’onduleur, le transformateur convertit le courant continu 400 V de la batterie de traction en courant continu 12 V pour alimenter le réseau de bord traditionnel et les fonctions auxiliaires du véhicule (éclairage intérieur et extérieur, radio, vitres électriques etc.).
Le boîtier d’interconnexion
C’est la tour de contrôle qui distribue le courant de puissance pour l’ensemble des éléments du moteur, la batterie, la climatisation et le chauffage. Ce boîtier comprend également le chargeur qui transforme le courant alternatif 220 V du réseau en courant continu 400 V pour recharger la batterie.
La batterie lithium-ion de dernière génération
Le moteur électrique est alimenté par une batterie de technologie lithium-ion. Le dimensionnement architectural de la batterie dépend du type de véhicule auquel elle est destinée. A titre d’exemple, sur la flotte de Renault Fluence Z.E. proposés à l’essai lors du COP15 à Copenhague en décembre 2009, la batterie se compose de 48 modules de puissance, chacun de ces modules comprenant 4 cellules élémentaires. C’est à l’intérieur de ces cellules qu’ont lieu les réactions électrochimiques permettant de produire du courant ou de stocker de l’énergie. Chaque module a la taille d’un PC portable. Ils sont positionnés en deux rangées côte à côte. Chaque module délivre 8.4 V, soit 400 V pour la totalité des 48 modules composant la batterie.
Dans un an et demi, les véhicules électriques Renault de série disposeront d’une batterie qui autorisera une autonomie de 160 km en utilisation réelle client.
Ces batteries lithium-ion compactes et innovantes sont fabriquées par la société AESC (Automotive Electric Supply Corporation), co-entreprise Nissan – NEC fondée en avril 2007. Les performances de ces batteries par rapport aux batteries d’ancienne génération nickel-métal hydrure sont supérieures dans tous les domaines : autonomie, performance, fiabilité, sécurité et rentabilité. Les batteries lithium-ion ne connaissent pas d’effet mémoire de charge, effet que l’on constate après des cycles de recharge incomplets et qui provoquent une chute de la capacité des batteries classiques. La batterie AESC ne nécessite aucun entretien et conservera entre 80 % et 100 % de sa capacité sur une durée de six ans en moyenne. Elle pourra par ailleurs être rechargée pendant de courtes durées sans altération de sa capacité.
Un système de refroidissement par air de la batterie sera développé en fonction des véhicules et de leurs marchés de commercialisation.
Enfin, les batteries lithium-ion sont recyclables et l’Alliance Renault-Nissan travaille sur des processus et filières de recyclage adaptés aux batteries automobiles. Rappelons que les batteries lithium-ion composées d’éléments non toxiques (du lithium, du graphite et de l’oxyde de manganèse ou du phosphate de fer) ne présentent aucun danger pour l’environnement, à l’inverse des anciennes batteries nickel cadmium.
Pour remettre en perspective les besoins nécessaires en lithium, les batteries de 250 kg ne contiennent que 3 kg de lithium. Selon les sociétés minières Chemetall et SQM, les réserves mondiales de lithium sont estimées entre 14 et 17 millions de tonnes à ce jour.
Je trouve cela nul de présenter ce texte comme un article alors qu’il ne s’agit que d’une publicité à peine déguisée. Je n’ai rien contre la voiture électrique qui peut être une bonne idée dans certains pays ayant une électricité nucléaire et hydraulique importante mais la comparaison des rendements entre moteur thermique et moteur électrique est inutile si on ne prends pas en compte toute la chaine.
Du point de vue de la consommation énergétique globale, vous avez parfaitement raison de dire que les comparaisons sont à faire pour l’ensemble de la filière. Cela dit,je pense que la voiture électrique a quand même l’avantage même pour l’électricité nucléaire, où les rendements sont les plus bas. Cela est dû au rendeemnt très élevé du moteur électrique, mais aussi au fait qu’elle ne consomme pas dans les embouteillages et qu’elle peut récupérer l’énergie de freinage. Par contre les voitures thermiques équipées de dispositifs start-go et de récupérateurs d’énergie de freinage ont probablement l’avantage. L’intérêt des voitures électriques est surtout dans le fait qu’elles permettent de se passer de pétrole, alors que la disponibilité de celui-ci deviendra de plus en plus problématique dans quelques années d’ici. Et bien évidemmment, dans les pays où comme le nôtre l’électricité est largement décarbonée, elle a un très gros avantage climatique ( et aussi pour diminuer la pollution atmosphérique)
Martin, avant de critiquer et d’emettre des opinions (fausses, il se trouve), il faudrait se renseigner sur le sujet. Pour info: Le Dr Andrew Simpson a depuis longtemps demontre que meme en etant produite par une centrale a charbon, l’electricite utilise dans une voiture electrique avait un meilleur impact en terme de production de CO2 que l’impact d’une voiture a essence. () La Deutch Bank, dans un document d’analyse pour investisseur (), ) en a rajoute une couche en calculant precisement les ratios d’efficacite energetique suivant les motorisations, et cela du « puit a la roue ». Moteur a essence traditionel: 17% (ca prend en compte les pertes au raffinage, et dans le moteur a combustion) Moteur electrique sur une base central a charbon: 24% (cela prend en compte les pertes a la centrale, a la transmission d’electricite, dans les batteries, et dans le moteur electrique) Moteur electrique sur bas Gas Naturel: 29% (cela prend en compte les pertes a la centrale, a la transmission d’electricite, dans les batteries, et dans le moteur electrique) Donc tres clairement, meme si l’electricite provient d’une des manieres la plus sale de la fournir (le charbon), le vehicule electrique est gagnant d’un point de vue energetique et d’un point de vue pollution. Enfin le fait d’avoir quelques grosse centrales plutot que des millions de petits moteurs facilite enormement la gestion et la reduction de la pollution, le changement du mix energetique, et rend beaucoup plus facile une transition.
chuis d’accord avec Martin. j’attend aussi une voiture 100% electrique mais cette article, plus qu’un article pédagogique (même s’il l’est) ressemble a un publi reportage Renault. Je comprend vu la colère de Ghosn la semaine denrière que ca le démangeais, je n’ai rien contre, sauf qu’il eu été plus honnete de l’indiquer avant le titre !
Enerzine est un forum, un collecteur de nouvelles, vous propose une plateforme pour publier vos textes, alors allez-y les gars, faites votre blog !
La publication de cet article répond a un seul objectif : avez vous appris quelque chose au sujet du moteur électrique ? Renault est pris en exemple ici. Mais les fidèles lecteurs d’Enerzine savent que nous traitons de toutes les marques selon l’actualité du moment. La rédaction
Mise au point de enerZ tout à fait justifiée ! Oui, j’adhère ! Bien pour l’input factuel de Falmer pour situer le positionnement »source à la roue » ! A+ Salutations Guydegif(91)
Oui! J’ai appris quelque chose et vous remercie d’avoir publié cet article très intéresant. Ne vous inquiétez pas des éternels râleurs dont la France a le secret.
» Mais savez vous comment fonctionne un moteur 100 % électrique ? Le Motoréducteur Le moteur électrique est constitué d’un stator qui crée un champ magnétique tournant et permet ainsi la rotation du rotor sur l’axe moteur. » Si c’est ça l’explication, alors quel niveau…. Le reste, c’est de la pub, n’est-ce pas ?
A la question du modérateur je répondrais : « pas grand chose ». Peu de gens ignorent qu’un moteur électrique est composé d’une partie fixe et d’une partie mobile ! Ce qui serait intéressant serait de savoir si les constructeurs ont choisi des moteurs CC, universels, assynchrones, synchrones, autosynchones… Et surtout pourquoi ?
Quand une pile alkaline est déchargée à 80%, elle ne fournit plus la tension et la puissance nominales. Est-ce aussi le cas avec les batteries Li-ion des voitures électriques?
sauf erreur c’est bien ce que le metteur en scène demande au début du tournage d’une séquence de cinéma ? en vérité cet article n’est pas clair,je n’ai rien compris !
je rejoins totalement ceux qui pensent que cet article n’apporte rien. « boîtier d’interconnexion » m’a fait sourire. On reconnaît bien là les termes des industriels de l’automobile (français en particulier) qui prennent les consommateurs pour des blaireaux. Rien de plus. Un vrai résumé : Batterie -> Onduleur / Variateur de fréquence -> moteur AC triphasé. Pour vraiment poser des explications plus intéressantes, il faut effectivement entrer dans les sujets qu’évoque Zezep, entre autres.
C’est vrai que ce n’est pas clair Ceci aide un peu
de plus mélanger des rendements de technologies basées sur les énergies primaires avec de l’electricité ! Beurkkk,au-delà de la limite désinformation.
L’électricité n’est pas produite à partir d’énergie primaire ? Aaaah …
bien sûr,relisez mon postcar c’est son propos. il me semble anormal de comparer des rendements de moteurs à base d’énergies primaires avec celui d’un moteur électrique. merci d’avance ou mes excuses les plus plates si je me suis mal exprimé.
merci pour la brillante explication mais n’est toujours pas dit que les batteries n’arrivent et n’arriveront pas à emmagasiner la qsp nécessaire pour faire avancer correctement une auto, compte tenu des rendements des systèmes et sans parler du temps de recharge. Quelqu’un a t il une relation avec un décideur pour développer mon projet de générateur électrique pour hybride? => grande puissance massique, meilleur rendement, moindre coût de fabrication, tous carburants (y compris H²) . Je ne sais pas si mon mail apparait :
« qu’avez vous appris » sur le moteur à GNL,H2,air comprimé, eau ,… ?
slt,je voudrais plus d’info sur mon sujet ci dessus notament le fonctionnement,la transformation de l’energie solaire.svp