De nombreuses technologies avancées changent nos vies chaque jour. L'avènement et la croissance duVéhicule électrique (VE)est un exemple majeur de l’impact que ces changements peuvent avoir sur notre vie professionnelle – et sur notre vie personnelle.
Les progrès technologiques et les pressions réglementaires environnementales sur les véhicules à moteur à combustion interne (ICE) stimulent l’intérêt croissant pour le marché des véhicules électriques. De nombreux constructeurs automobiles établis lancent de nouveaux modèles de véhicules électriques, aux côtés de nouvelles start-ups qui arrivent sur le marché. Avec la sélection de marques et de modèles disponibles aujourd’hui, et bien d’autres à venir, la possibilité que nous puissions tous conduire des véhicules électriques à l’avenir est plus proche que jamais de la réalité.
La technologie qui alimente les véhicules électriques d’aujourd’hui exige de nombreux changements par rapport à la manière dont les véhicules traditionnels ont été fabriqués. Le processus de construction des véhicules électriques nécessite presque autant de considération en matière de conception que d’esthétique du véhicule lui-même. Cela comprend une ligne stationnaire de robots spécialement conçus pour les applications EV, ainsi que des lignes de production flexibles avec des robots mobiles qui peuvent être déplacés vers l'intérieur et vers l'extérieur à différents points de la ligne selon les besoins.
Dans ce numéro, nous examinerons les changements nécessaires pour concevoir et fabriquer efficacement des véhicules électriques aujourd’hui. Nous parlerons de la façon dont les processus et les procédures de production diffèrent de ceux utilisés pour fabriquer des véhicules à essence.
Conception, composants et processus de fabrication
Bien que le développement du véhicule électrique ait été vigoureusement poursuivi par les chercheurs et les fabricants au début du XXe siècle, l’intérêt a été stoppé en raison du coût moins élevé des véhicules à essence produits en série. La recherche a décliné de 1920 jusqu'au début des années 1960, lorsque les problèmes environnementaux liés à la pollution et la peur de l'épuisement des ressources naturelles ont créé le besoin d'un moyen de transport personnel plus respectueux de l'environnement.
Recharge de VEconception
Les véhicules électriques d’aujourd’hui sont très différents des véhicules à essence ICE (moteur à combustion interne). La nouvelle génération de véhicules électriques a bénéficié d’une série de tentatives infructueuses pour concevoir et construire des véhicules électriques en utilisant les méthodes de production traditionnelles utilisées par les constructeurs depuis des décennies.
Il existe de nombreuses différences dans la façon dont les véhicules électriques sont fabriqués par rapport aux véhicules ICE. Auparavant, l'accent était mis sur la protection du moteur, mais l'accent est désormais mis sur la protection des batteries lors de la fabrication d'un véhicule électrique. Les concepteurs et ingénieurs automobiles repensent complètement la conception des véhicules électriques et créent de nouvelles méthodes de production et d’assemblage pour les construire. Ils conçoivent désormais un véhicule électrique à partir de zéro en accordant une grande importance à l'aérodynamisme, au poids et à d'autres économies d'énergie.
An batterie de véhicule électrique (EVB)est la désignation standard des batteries utilisées pour alimenter les moteurs électriques de tous les types de véhicules électriques. Dans la plupart des cas, il s’agit de batteries lithium-ion rechargeables spécialement conçues pour une capacité élevée en ampères-heures (ou kilowattheures). Les batteries rechargeables de technologie lithium-ion sont des boîtiers en plastique contenant des anodes et des cathodes métalliques. Les batteries lithium-ion utilisent un électrolyte polymère au lieu d'un électrolyte liquide. Des polymères semi-solides (gel) à haute conductivité forment cet électrolyte.
Lithium-ionBatteries pour véhicules électriquessont des batteries à décharge profonde conçues pour fournir de l'énergie sur des périodes de temps prolongées. Plus petites et plus légères, les batteries lithium-ion sont recherchées car elles réduisent le poids du véhicule et améliorent donc ses performances.
Ces batteries fournissent une énergie spécifique plus élevée que les autres types de batteries au lithium. Ils sont généralement utilisés dans des applications où le poids est un élément essentiel, comme les appareils mobiles, les avions radiocommandés et, désormais, les véhicules électriques. Une batterie lithium-ion typique peut stocker 150 wattheures d’électricité dans une batterie pesant environ 1 kilogramme.
Au cours des deux dernières décennies, les progrès dans la technologie des batteries lithium-ion ont été motivés par la demande en matière d'électronique portable, d'ordinateurs portables, de téléphones portables, d'outils électriques et bien plus encore. L’industrie des véhicules électriques a récolté les fruits de ces progrès, tant en termes de performances que de densité énergétique. Contrairement à d’autres compositions chimiques de batteries, les batteries lithium-ion peuvent être déchargées et rechargées quotidiennement et à n’importe quel niveau de charge.
Il existe des technologies qui soutiennent la création d'autres types de batteries plus légères, fiables et rentables – et la recherche se poursuit pour réduire le nombre de batteries nécessaires aux véhicules électriques d'aujourd'hui. Les batteries qui stockent l’énergie et alimentent les moteurs électriques ont évolué vers une technologie à part entière et évoluent presque quotidiennement.
Système de traction
Les véhicules électriques sont équipés de moteurs électriques, également appelés système de traction ou de propulsion, et comportent des pièces en métal et en plastique qui n'ont jamais besoin de lubrification. Le système convertit l’énergie électrique de la batterie et la transmet au groupe motopropulseur.
Les véhicules électriques peuvent être conçus avec une propulsion à deux ou quatre roues, utilisant respectivement deux ou quatre moteurs électriques. Des moteurs à courant continu (CC) et alternatif (AC) sont utilisés dans ces systèmes de traction ou de propulsion pour véhicules électriques. Les moteurs à courant alternatif sont actuellement plus populaires car ils n’utilisent pas de balais et nécessitent moins d’entretien.
Contrôleur EV
Les moteurs EV comprennent également un contrôleur électronique sophistiqué. Ce contrôleur abrite le boîtier électronique qui fonctionne entre les batteries et le moteur électrique pour contrôler la vitesse et l'accélération du véhicule, un peu comme le fait un carburateur dans un véhicule à essence. Ces systèmes informatiques embarqués démarrent non seulement la voiture, mais font également fonctionner les portes, les fenêtres, la climatisation, le système de surveillance de la pression des pneus, le système de divertissement et de nombreuses autres fonctionnalités communes à toutes les voitures.
Freins pour véhicules électriques
N'importe quel type de frein peut être utilisé sur les véhicules électriques, mais les systèmes de freinage par récupération sont préférés dans les véhicules électriques. Le freinage régénératif est un processus par lequel le moteur est utilisé comme générateur pour recharger les batteries lorsque le véhicule ralentit. Ces systèmes de freinage récupèrent une partie de l’énergie perdue lors du freinage et la renvoient au système de batterie.
Lors du freinage par récupération, une partie de l'énergie cinétique normalement absorbée par les freins et transformée en chaleur est convertie en électricité par le contrôleur et est utilisée pour recharger les batteries. Le freinage régénératif augmente non seulement l'autonomie d'un véhicule électrique de 5 à 10 %, mais il s'est également avéré qu'il diminue l'usure des freins et réduit les coûts de maintenance.
Chargeurs de VE
Deux types de chargeurs sont nécessaires. Un chargeur pleine grandeur à installer dans un garage est nécessaire pour recharger les véhicules électriques pendant la nuit, ainsi qu'un chargeur portable. Les chargeurs portables deviennent rapidement un équipement standard chez de nombreux fabricants. Ces chargeurs sont conservés dans le coffre afin que les batteries des véhicules électriques puissent être rechargées partiellement ou complètement lors d'un long voyage ou en cas d'urgence comme une panne de courant. Dans un prochain numéro, nous détaillerons plus en détail les types deBornes de recharge pour véhicules électriquestels que niveau 1, niveau 2 et sans fil.
Heure de publication : 20 février 2024