MOTEURS ÉLECTRIQUES

Les premiers véhicules à moteur électrique remontent à la première moitié du XIXe siècle. Ces véhicules se caractérisaient toutefois par des vitesses bien inférieures à celles que pouvaient offrir les véhicules à moteur à combustion interne. En outre, en raison de la technologie encore peu développée des batteries rechargeables, les temps de recharge étaient beaucoup plus longs que ceux d'un ravitaillement ordinaire.
Les moteurs électriques sont essentiellement composés de deux éléments, appelés "rotor" et "stator", chacun d'eux étant capable de générer un champ magnétique. Le "couple moteur", qui rend possible le mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement, est en fait produit par l'interaction des deux champs magnétiques générés.
Ces champs magnétiques peuvent être générés par le courant électrique qui alimente le rotor et le stator. Dans le cas des moteurs "sans balais", toutefois, seul le stator est alimenté par le courant électrique, tandis que le rotor génère son champ magnétique au moyen de deux aimants permanents ou plus.
Les moteurs électriques peuvent fonctionner en courant continu (CC) ou en courant alternatif (CA). En outre, ces moteurs peuvent être de type "synchrone" ou "asynchrone".
Dans les moteurs synchrones, la vitesse de rotation de l'arbre est étroitement liée à la fréquence de la tension d'alimentation, tandis que dans les moteurs asynchrones, la vitesse de rotation de l'arbre est toujours inférieure à la vitesse de rotation du champ magnétique généré dans le stator, où la vitesse de rotation du champ magnétique est liée à la fréquence de la tension d'alimentation.
La plupart des véhicules électriques adoptent un moteur synchrone sans balais car il offre la possibilité de travailler à différentes vitesses et avec des charges variables. En outre, ce type de moteur consomme généralement moins d'énergie, qui est très souvent fournie par des batteries lithium-ion.
Un "inverseur" est utilisé pour réguler la vitesse du véhicule, qui répond aux commandes de la pédale d'accélérateur en faisant varier la fréquence du courant électrique alimentant le moteur.
En plus du courant continu provenant de la batterie, l'onduleur reçoit également le signal de l'accélérateur et la position du rotor par rapport au stator. A partir de ces informations, un contrôleur dans l'onduleur détermine l'orientation à donner au champ magnétique, régulant ainsi la fréquence et l'intensité du courant à envoyer au stator.
En d'autres termes, l'onduleur gère l'alimentation du moteur électrique du véhicule.
En revanche, lorsque le véhicule décélère, la récupération d'énergie est possible grâce à la présence d'un "redresseur" qui, fonctionnant à l'inverse de l'onduleur, convertit le courant alternatif produit par le moteur en courant continu, qui va recharger la batterie.
Grâce à l'utilisation des onduleurs et de l'électronique de puissance, il a également été possible de résoudre un problème majeur du moteur synchrone : le problème du démarrage à l'arrêt. En effet, en raison de l'inertie, l'arbre du moteur ne pouvait pas suivre le champ magnétique tournant, restant ainsi immobile.
Au démarrage, le moteur est donc alimenté en courant continu, c'est-à-dire à fréquence nulle, capable de générer un couple de démarrage capable de faire démarrer l'arbre moteur. Ensuite, en faisant varier la fréquence, on peut régler la vitesse de rotation souhaitée en travaillant sur la fréquence du courant électrique et la vitesse angulaire de l'arbre moteur en parfait "synchronisme".
Le rendement d'un moteur synchrone sans balais est supérieur à celui des moteurs asynchrones à courant continu et peut atteindre 98 %. Ces moteurs sont en effet constitués d'un rotor en matériau ferromagnétique laminé et présentent une très faible inertie rotorique, ce qui permet un contrôle extrêmement précis et une bonne vitesse d'accélération.
Les avantages du moteur synchrone sans balais sont un faible encombrement, une plus grande résistance mécanique et l'absence d'entretien périodique. Ceci est essentiellement dû à l'absence de balais. En effet, les étincelles générées par un moteur électrique usent le moteur lui-même et produisent un "bruit magnétique" qui peut également interférer avec les communications radio.