Les voitures électriques font de gros remous dans le monde de l'automobile.
Ces voitures sans bruit, sans polution et de haute performance
sont supposées rendre les véhicules à moteurs thermiques obsolètes en 2025.
Cette vidéo va révéler la technologie cachée derrière la Tesla modèle S
qui est récemment devenue la voiture du monde ayant la plus forte accélération .
Nous allons voir comment les voitures électriques ont atteint une performance supérieure
en analysant la technologie utilisée dans le moteur à induction.
L' onduleur ,
les batteries lithium-ion comme source d'énergie,
et par dessus de tout, le mécanisme synchrone du véhicule
le tout d' une façon logique, étape par étape.
Le générateur de la source de courant de la voiture Tesla
est une invention faite par le grand scientifique Nikolas Tesla il y a environ 100 ans en arrière : le moteur à induction.
Le moteur à induction a deux parties principales. Le stator et le rotor.
Vous pouvez voir la construction du moteur ici.
Le rotor est simplement une collection de barres conductrices court-circuitées par des anneaux terminaux.
Le courant alternatif triphasé d'entrée alimente le stator.
il produit dans la bobine un courant de champ magnétique rotatif.
Le moteur Tesla produit un champ magnétique à quatre pôles.
Ce champ magnétique rotatif induit alors le courant dans les barres du rotor pour le faire tourner.
Dans un moteur à induction, le rotor est toujours déphasé derrière le RMF.
Dans un moteur à induction, il y a pas de balais ni d’aimants permanents.
En même temps, qu'il est robuste et puissant.
La spécificité du moteur à induction, c'est que la vitesse varie en fonction de la fréquence de la source de courant alternatif (AC).
Alors, juste en faisant varier la fréquence de la source de courant, nous pouvons faire varier la vitesse motrice des roues.
Ce simple fait rend les véhicules électriques faciles à contrôler et fiables.
Le moteur est alimenté par un générateur de fréquences variables qui contrôle la vitesse du moteur.
Le moteur à une capacité de 0 à 18000 tours par mn (RPM)
Ceci est l'avantage considérable qu'ont les moteurs électriques comparés aux moteurs automobiles à combustion interne.
Un moteur à combustion interne produit du couple et du courant dans un spectre de vitesse limité.
Dès lors connecter le moteur directement aux roues motrices n'est pas une bonne idée.
Une transmission doit être introduite pour faire varier la vitesse des roues motrices.
Au contraire, le moteur électrique va, lui, bien fonctionner dans n’importe quel spectre de vitesse.
Dès lors, aucune transmission pour la variation de vitesse, n'est requise pour une voiture électrique.
De plus, un moteur automobile à combustion interne (CI) ne produit pas un mouvement rotatif direct.
Le mouvement linéaire des pistons doit être converti en mouvement rotatif.
Cela cause des problèmes majeurs pour l'équilibrage mécanique.
Ce n'est pas seulement parce que le moteur à combustion de démarre pas comme un moteur à induction.
en plus, la puissance retirée d'un moteur à combustion interne est toujours inégale.
Beaucoup d’accessoires sont utilisés pour résoudre ce problème.
D'un autre côté, avec un moteur a induction, vous allez avoir un mouvement rotatif direct et une sortie de puissance uniforme.
Plusieurs composants du moteur combustion interne ( CI ) peuvent ¸être évités ici.
Le résultat de ces différents facteurs offre une grande capacité de réponse et offre un nettement meilleur ratio poids/puissance
qui apporte naturellement au moteur a induction des performances supérieures.
Mais d'où le moteur reçoit-il son courant ?
C'est depuis un pack de batterie.
Les batteries produisent du courant continu (CD) *DC = direct current
qui, avant d'alimenter un moteur ,doit être converti en courant alternatif. *AC = alternatif current.
Un onduleur est utilisé dans ce but.
Cet appareil électronique contrôle aussi la fréquence du courant qui règle la vitesse du moteur.
De plus, l' onduleur peut en plus faire varier l'amplitude du courant alternatif
qui au final va contrôler la puissance de sortie du moteur.
Donc, l' onduleur agit comme le cerveau de la voiture électrique.
Maintenant, tournons notre focus sur le packt de batterie.
Vous allez être émerveillés de constater que c'est juste une collection de cellules de batterie au lithium standard.
similaires à celles que vous utilisez dans votre vie quotidienne.
Les cellules sont connectées en série et en parallèle pour produire le courant nécessaire à faire fonctionner votre voiture électrique.
Du réfrigérant au glycol liquide passe dans des tubes internes métalliques entre les cellules.
Ceci est une des innovation principale de Tesla.
En utilisant plusieurs petite cellules plutôt que quelques grosses cellules, un refroidissement efficace est garanti.
Ceci minimise les points chauds et aussi la régulation thermique.
permettant une meilleure durée de vie pour le pack de batteries.
Les cellules sont regroupées en modules détachables.
Il y a 16 de ces modules qui constituent le pack de batterie de 7000 cellules.
Le glycol chauffé est refroidit en passant dans un radiateur qui est installé à l' avant du véhicule.
En plus, vous pouvez voir qu' un pack de batterie proche du sol va abaisser le centre de gravité du véhicule.
Un centre de gravité bas améliore considérablement la stabilité et la tenue de route de la voiture.
De plus, le large pack de batterie étant sous tout le plancher , ceci offre
une rigidité structurale contre les collisions latérales.
Maintenant, revenons au propulseur de la Tesla.
La puissance produite par le moteur est transférée aux roues via une transmission.
Comme évoqué plus tôt, la Tesla modèle S utilise une transmission simple car le moteur est efficace
dans un large spectre de conditions d'utilisation.
Vous pouvez voir ici que la sortie de la vitesse est réduite en deux étapes.
Même la marche arrière sur une voiture électrique est relativement facile à réaliser.
pour cela, Il faut juste changer le sens du courant.
Le seul but d'une transmission pour une voiture électrique est la réduction de la vitesse associée à l'augmentation du couple.
La deuxième composante de la transmission est le différentiel.
La réduction de l'entrainement passe par lui.
Vous pouvez voir que c'est un simple différentiel ouvert.
D'un autre côté, le différentiel ouvert à un problème de contrôle de la traction.
Mais, pourquoi une telle voiture avancée utilise un différentiel ouvert au lieu d'un différentiel à glissement limité ?
La réponse est qu'un différentiel ouvert est plus résistant et peut générer plus de couple.
Le problème du contrôle de la traction qui apparaît dans un différentiel ouvert
peut être efficacement surmonté avec l'aide de 2 méthodes.
Le freinage sélectif
et couper l'arrivée de courant.
Dans un moteur à combustion, cette rupture de puissance en coupant l'arrivée de carburant n'est pas aussi rapide.
En revanche, dans un moteur à induction, la coupure de puissance est assez rapide
et un moyen assez efficace d'obtenir le contrôle de la traction.
Dans la Tesla,
ceci peut être accompli en utilisant un algorithme à la pointe de la technologie
avec l'aide de sondes et de contrôleurs.
En bref, le moteur Tesla à remplacé un système mécanique complexe
avec des logiciels intelligents et rapides.
S'aviez vous qu'une voiture électrique peut être conduite seulement avec l'aide d'une pédale.
Cela est dû à son puissant système régénérateur de freinage.
Cela signifie une immense économie d'énergie cinétique de la voiture
sous forme de génération d'électricité et sans dispersion en chaleur.
Dans un voiture électrique, dès que vous lâchez la pédale de l'accélérateur,
le freinage régénérateur s’enclenche.
La chose intéressante c'est que durant la régénération du freinage, le même moteur à induction sert de générateur.
Ici, les roues entraînent le moteur à induction.
Nous savons que dans un moteur à induction la vitesse du roteur va moins vite que la vitesse RMF.
Pour convertir le moteur en un générateur, il faut juste s'assuré que la vitesse du roteur est plus grande que la vitesse RMF.
L' onduleur, joue ici, un rôle crucial en ajustant la fréquence d'entrée pour garder la vitesse de RMF plus basse que la vitesse du rotor.
Ceci va générer de l'électricité dans la bobine du stator qui est plus grande source d’électricité.
L'électricité générée peut être alors être emmagasinée dans le pack de batterie après la conversion.
Une force magnétique opposée agit sur le rotor durant ce processus
ainsi, les roues et le véhicule vont ralentir.
De cette façon, la vitesse du véhicule peut être contrôlée de façon précise durant la conduite en utilisant une seule pédale.
La pédale de frein peut être utilisée pour un arrêt complet.
Comme vous pouvez le constater, les voitures électriques sont beaucoup plus sécuritaires que les voitures à combustion.
Le coût pour conduire et entretenir une voiture électrique est beaucoup plus faible qu'une voiture à combustion interne.
Avec l'amélioration de la technologie , les voitures électriques promettent d'être les voitures du futur.
Nous remercions Jehu Garcia un expert des voitures électriques et un you tuber pour les explications techniques de cette vidéo.
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