Bilan énergétique global d'un freinage régénératif (véhicules électriques)

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Au freinage, le moteur électrique fonctionne en générateur : il convertit une partie de l'énergie cinétique (ou de l'énergie potentielle, en descente) en énergie électrique stockée dans la batterie • Rendement de la récupération : = E_récupérée| E_m|, avec 0 < < 1 • Le reste, (1 - )\,| E_m|, est dissipé sous forme thermique (effet Joule, frottements, freins mécaniques) • 1\ kWh = 3,6 10^6\ J

Le cours

Bilan énergétique global d'un freinage régénératif (véhicules électriques) • Au freinage, le moteur électrique fonctionne en générateur : il convertit une partie de l'énergie cinétique (ou de l'énergie potentielle, en descente) en énergie électrique stockée dans la batterie • Rendement de la récupération : = E_récupérée| E_m|, avec 0 Principe du freinage régénératif • Dans un véhicule classique, les freins à disque convertissent toute l'énergie cinétique perdue en énergie thermique : elle est perdue pour le véhicule. • Dans un véhicule électrique ou hybride, le moteur peut fonctionner en générateur : il ralentit les roues en produisant un courant qui recharge la batterie. • Chaîne énergétique : énergie cinétique (ou potentielle en descente) → générateur → énergie électrique stockée + énergie thermique dissipée. Méthode : bilan énergétique d'un freinage 1. Calculer l'énergie mécanique perdue | E_m| : énergie cinétique perdue, à laquelle s'ajoute l'énergie potentielle perdue en descente. 2. Multiplier par le rendement pour obtenir l'énergie électrique récupérée. 3. Le reste, (1 - )\,| E_m|, est dissipé thermiquement. 4. Convertir en kWh pour comparer à la capacité de la batterie (souvent 40 à 80\ kWh). • Les rendements réels de récupération se situent typiquement entre 60\ \% et 70\ \% : le freinage régénératif améliore l'autonomie, surtout en ville et en montagne, sans jamais récupérer toute l'énergie. Astuce et méthode clé Pour comparer avec la batterie ou la consommation d'un véhicule, convertis toujours l'énergie récupérée en kilowattheures en divisant les joules par 3,6 10^6. Piège classique à éviter Calculer l'énergie cinétique perdue avec le carré de la différence des vitesses : de 30 à 15\ ms^-1, E_c est proportionnelle à 30^2 - 15^2 = 675, et non à (30 - 15)^2 = 225.

Dans ce chapitre