Électricité pour le transport


Que sont les véhicules électriques à batterie?

Électrique à batterie

Les véhicules électriques à batterie sont munis d'un moteur alimenté par l'électricité qui provient d'une batterie d'accumulateurs de bord. Cette batterie permet de les propulser. Comme ces véhicules ne produisent ni émissions d'échappement, ni vapeurs de carburant, ils offrent de grandes possibilités en ce qui a trait à la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) et des polluants contribuant au smog. Selon la source d'électricité utilisée pour charger la batterie, les véhicules peuvent aussi avoir un excellent rendement en ce qui a trait à la réduction des émissions de GES au cours de leur cycle de vie complet.

Malgré ces avantages environnementaux, l'utilisation des véhicules purement électriques à batterie n'est pas encore très répandue au Canada, et ce, pour trois raisons : le coût, la grosseur et le poids de la batterie et l'absence d'une infrastructure d'approvisionnement adéquate. Les fabricants automobiles offrent des véhicules électriques depuis plusieurs décennies, mais sans grand succès commercial. Cependant, des automobilistes de la Californie, où l'on met en place des exigences relatives à l'assainissement de l'air, ont adopté des véhicules purement électriques.

La distance moyenne que peut actuellement parcourir un véhicule électrique est de 100 à 200 kilomètres, selon le type de la batterie qui y est installée. Celle-ci doit être souvent rechargée, ce qui peut prendre jusqu'à huit heures. C'est très long comparativement aux quelques minutes requises pour faire le plein d'essence. De plus, la batterie est lourde et encombrante, ce qui limite le rendement du véhicule sur le plan de l'accélération et du régime maximal. La plupart des batteries doivent être remplacées après avoir été chargées de 400 à 500 fois – une dépense coûteuse qui annule les avantages du faible coût de la source d'énergie qu'est l'électricité.

Des chercheurs, des fabricants et des gouvernements du Canada, des États-Unis et de partout au monde travaillent à la création de batteries plus petites et plus légères, qui peuvent être chargées plus rapidement et stocker davantage d'énergie. En outre, ils tentent de concevoir des carrosseries aérodynamiques et expérimentent des matériaux légers (p. ex., la fibre de carbone et le plastique) en vue de réduire le poids du véhicule et sa consommation énergétique.

L'objectif ultime est de concevoir un véhicule électrique à batterie légère, dont le rendement sur le plan de l'accélération et du régime maximal est semblable à celui des véhicules classiques. En outre, pour que leur utilisation soit généralisée, les véhicules électriques à batterie devront pouvoir parcourir 300 kilomètres entre les charges, et la durée de vie de la batterie devra être de 5 à 10 ans.

Certaines des batteries en cours d'élaboration pourraient permettre à un véhicule électrique de satisfaire à ces exigences de rendement. Certaines de ces batteries sont déjà utilisées dans les quelques véhicules électriques offerts sur le marché, et d'autres sont mises à l'essai dans des prototypes de véhicules électriques.

Hybride rechargeable

Les véhicules hybrides rechargeables contiennent une batterie et un moteur à combustion interne classique. Ils offrent donc les avantages des véhicules classiques – plus longue distance entre les pleins et approvisionnement rapide – et les nombreux avantages environnementaux et énergétiques des véhicules électriques. Un nombre de modèles de véhicules hybrides sont actuellement offerts à grande échelle et de nombreux fabricants prévoient lancer sur le marché des véhicules hybrides alimentés à l'électricité et à l'essence au cours des prochaines années.

Les véhicules hybrides rechargeables peuvent être munis d'un système à montage en série ou en parallèle. Ces systèmes diffèrent dans leur façon d'intégrer le fonctionnement des deux unités de production d'énergie.

Le système à montage en parallèle plus souple et plus puissant que le système à montage en série. Toutefois, il est plus complexe et plus coûteux. Voici les trois types de systèmes à montage en parallèle qui existent actuellement :

  • Le système de 300 volts comporte un moteur à combustion interne qui peut générer de l'énergie en permanence grâce à un moteur électrique de 300 volts qui fournit l'énergie requise pour combler la différence entre la puissance du moteur et la puissance maximale. Même si ce système est plus éconergétique, il nécessite une assez grosse batterie, ce qui fait augmenter le coût du véhicule.
  • Le système de 150 volts comporte aussi un moteur électrique qui fournit l'énergie requise pour combler la différence entre la puissance du moteur et la puissance maximale. Cependant, comme le moteur électrique produit moins d'énergie que le système de 300 volts, le moteur à combustion interne doit être plus gros, ce qui réduit l'économie de carburant. Par contre, la batterie est plus petite que celle qui est utilisée dans un système de 300 volts.
  • Le système de 42 volts, aussi appelé « système modérément hybride », diminue le rendement (plus faible production d'énergie électrique) mais aussi les coûts. Il comporte un « démarreur-alternateur » intégré, situé entre le moteur et la transmission, qui permet d'économiser l'énergie car il est muni d'un dispositif d'arrêt automatique du ralenti et d'un dispositif d'aide au démarrage. Il élimine (ou du moins réduit la taille) du convertisseur de couple lorsqu'il s'agit d'une transmission automatique; ses freins sont électriques et il a un système de freinage électrodynamique par récupération. Ce système ne permet pas d'éliminer complètement les émissions, ni même d'accroître, de façon importante, la puissance du moteur.