Le principe de la récupération d’énergie au freinage
La récupération d’énergie au freinage, souvent désignée par l’acronyme KERS (Kinetic Energy Recovery System) dans le domaine de la compétition automobile, est une technologie permettant de convertir une partie de l’énergie cinétique d’un véhicule, dissipée lors des phases de décélération ou de freinage, en une forme d’énergie réutilisable, généralement électrique. Cette méthode vise à améliorer significativement l’efficience énergétique des véhicules, particulièrement les hybrides et les véhicules électriques.
Conversion de l’énergie cinétique en énergie électrique
Lors d’un freinage conventionnel, l’énergie cinétique du véhicule est transformée en chaleur par les frottements des plaquettes sur les disques de frein. Ce processus entraîne une perte d’énergie irréversible. Le système de récupération d’énergie au freinage modifie ce schéma en utilisant le moteur électrique du véhicule comme générateur.
Lorsque le conducteur relâche l’accélérateur ou appuie sur la pédale de frein, le système peut inverser le rôle du moteur électrique. Au lieu d’utiliser l’énergie de la batterie pour mouvoir les roues, le moteur est sollicité pour ralentir le véhicule. Dans cette configuration, il fonctionne comme un alternateur : la rotation des roues, transmise par la chaîne cinématique, entraîne le moteur électrique. Cette rotation induit un courant électrique, qui est ensuite stocké dans une batterie tampon ou directement dans la batterie principale du véhicule.
Composants clés du système
- Moteur-générateur électrique : Il assure la propulsion du véhicule et, dans ce contexte, la génération d’électricité lors du freinage.
- Batterie ou supercondensateur : Ces dispositifs stockent l’énergie électrique produite. Les batteries sont plus courantes pour une autonomie accrue, tandis que les supercondensateurs permettent des cycles de charge/décharge très rapides, idéaux pour capter l’énergie de freinages courts et intenses.
- Électronique de puissance : Elle gère le flux d’énergie entre le moteur-générateur, la batterie et les autres systèmes du véhicule, optimisant le processus de récupération et de restitution de l’énergie.
Avantages et applications
L’intérêt principal de cette technologie réside dans l’amélioration du rendement énergétique. Pour les véhicules hybrides, cela se traduit par une réduction de la consommation de carburant et des émissions de CO2, car une partie de l’énergie qui serait normalement perdue est récupérée et utilisée pour assister le moteur thermique ou alimenter les accessoires. Dans le cas des véhicules électriques, la récupération d’énergie augmente l’autonomie.
Cette technologie, popularisée par la Formule 1, est désormais courante sur la majorité des véhicules hybrides et électriques grand public. Elle représente une avancée significative dans la recherche d’une mobilité plus durable.
Lien avec les systèmes de freinage traditionnels
Il est important de noter que le système de récupération d’énergie ne remplace pas le système de freinage mécanique traditionnel. Il agit en complément. Lors d’un freinage d’urgence ou d’une sollicitation intense, le système de freinage hydraulique conventionnel intervient pour assurer la sécurité et l’efficacité du ralentissement. L’interaction entre les deux systèmes est finement gérée par l’électronique embarquée.
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