Qu’est-ce que le freinage régénératif? Fonctionnement et importance

Éléments à retenir : freinage régénératif

Le freinage régénératif permet aux véhicules hybrides et électriques d’utiliser le moteur électrique comme génératrice afin de ralentir le véhicule.
Au lieu de consommer de l’énergie pour faire tourner les roues, ce sont les roues (grâce à l’élan du véhicule) qui font tourner le moteur électrique afin de convertir l’énergie de rotation en électricité.
Le freinage régénératif recharge la batterie au lieu de transformer l’énergie de rotation en friction et en chaleur comme avec les freins traditionnels.
Le freinage régénératif permet de maximiser l’autonomie électrique et d’utiliser la conduite à une seule pédale. Il peut également réduire de façon importante l’usure des freins traditionnels (plaquettes et disques).

Qu’est-ce que le freinage régénératif?

Le freinage régénératif est une caractéristique des véhicules électrifiés, qu’il s’agisse d’un véhicule électrique (VÉ), d’un véhicule hybride électrique rechargeable (VHÉR) ou d’un véhicule hybride électrique et à essence. Cette caractéristique permet aux roues de faire tourner le moteur électrique (plutôt que d’être simplement entraînées par celui-ci) et d’en faire une génératrice, transformant ainsi l’énergie cinétique de rotation en électricité, qui est ensuite stockée dans la batterie du VÉ ou la batterie hybride.

Un système de freinage traditionnel repose sur le frottement entre les plaquettes de frein et les disques pour ralentir le véhicule, transformant essentiellement cette énergie provenant de l’erre d’aller en chaleur. Les plaquettes de frein s’usent et le disque chauffe – c’est le même principe que lorsque vous frottez vos mains l’une contre l’autre pour vous réchauffer. Comme les véhicules électriques et hybrides peuvent utiliser le freinage régénératif et dépendent moins des freins traditionnels, ils réduisent considérablement les émissions de poussière de frein.

Bien que les véhicules hybrides et électriques soient dotés de systèmes de freinage traditionnels, ils tirent aussi parti d’un aspect intéressant des moteurs électriques : lorsqu’ils tournent en sens inverse, ils renvoient de l’électricité dans la batterie.

Des véhicules comme le Mitsubishi Outlander PHEV utilisent leurs moteurs électriques non seulement pour entraîner les roues, mais aussi pour récupérer de l’énergie en décélération. La résistance supplémentaire, c’est-à-dire la force requise pour faire tourner le moteur électrique, agit comme des freins et ralentit progressivement le véhicule. Bien que les véhicules électrifiés effectuent cette opération automatiquement en collaboration avec les freins traditionnels, certains offrent aussi des modes ou des réglages spéciaux permettant au conducteur d’activer le freinage régénératif à différentes intensités.

Comment le freinage régénératif fonctionne-t-il?

Le freinage régénératif convertit l’énergie en mouvement (l’énergie cinétique) en énergie emmagasinée. Bien que les VÉ et les véhicules hybrides soient aussi dotés de systèmes de freinage traditionnels (appelés freins à friction, qui frottent les plaquettes de frein contre les disques métalliques pour ralentir les roues), ils répartissent le travail entre les deux systèmes afin d’optimiser l’efficacité, la performance et la sécurité.

Dans un VÉ ou un véhicule hybride avec freinage régénératif, le moteur électrique agit comme un générateur électrique. Il est utile de comprendre d’abord comment fonctionne un moteur électrique : il transforme l’énergie électrique en énergie mécanique, généralement en utilisant des électroaimants alimentés par la batterie pour faire tourner un arbre qui, à l’aide de quelques autres composants, entraîne mécaniquement les roues.

L’énergie circule ainsi : batterie → moteur électrique → roues.

Utilisation du moteur électrique comme génératrice

Lorsque le freinage régénératif est activé, les ordinateurs du véhicule demandent simplement au moteur électrique de demeurer en fonction, sans toutefois fournir de puissance. Ils laissent plutôt les roues – qui tournent grâce à l’erre d’aller que le véhicule a prise en accélérant – faire tourner le moteur électrique. Cela permet au moteur d’agir comme une génératrice, puisqu’il génère de l’électricité en faisant tourner mécaniquement le rotor ou les aimants à l’intérieur. Cette électricité est ensuite réinjectée dans la batterie.

Lors du freinage régénératif, l’énergie passe des roues au moteur électrique, puis à la batterie.

Avez-vous déjà joué avec une petite auto pour enfants qu’on recule pour la charger, puis qu’on relâche pour la voir filer à toute vitesse? Bien que beaucoup plus complexe, le freinage régénératif fonctionne de façon semblable. Le processus consiste à capturer l’énergie générée par le véhicule lors du freinage et la stocker pour la réutiliser ensuite afin de propulser le véhicule. Vous emmagasinez l’énergie mécanique (dans le ressort d’un jouet ou la batterie d’un VÉ) jusqu’à son activation pour assurer la propulsion.

Activation du freinage régénératif

La plupart des véhicules électrifiés utilisent le freinage régénératif dans une certaine mesure chaque fois que vous cessez d’accélérer, puis l’utilisent de façon plus marquée lorsque vous appuyez sur la pédale de frein ou que le mode régénératif est activé. Certains VHÉR et VÉ proposent même un mode de conduite à « une seule pédale » avec une régénération suffisamment puissante pour que le véhicule ralentisse presque jusqu’à l’arrêt, si vous ne touchez pas à l’accélérateur. Toutefois, ces véhicules jumellent le freinage par friction traditionnel au freinage régénératif dans la plupart des cas pour offrir une puissance d’arrêt efficace, des déplacements en douceur et un rendement optimal.

Le freinage régénératif est très efficace pour ajouter de l’énergie à la batterie, plutôt que de la perdre sous forme de chaleur par les freins à friction. Grâce à une gestion intelligente de l’énergie, au freinage régénératif et à d’autres stratégies d’efficacité, les véhicules électrifiés maximisent leur autonomie électrique en préservant et en récupérant la recharge de la batterie.

Pourquoi le freinage régénératif influence l’efficacité et l’autonomie

Lors du freinage, la récupération de l’énergie, qui serait autrement perdue sous forme de chaleur par friction, contribue à l’efficacité des véhicules électrifiés, ce qui permet d’atteindre l’autonomie que recherchent les conducteurs d’aujourd’hui. Même s’ils ne sont pas équipés d’un moteur à essence qui peut être ravitaillé rapidement et facilement lorsque la batterie est déchargée (comme les VHÉR et les véhicules hybrides), les véhicules entièrement électriques peuvent parcourir une bonne distance avant d’avoir besoin d’une recharge. En effet, l’autonomie médiane des véhicules entièrement électriques dépasse 350 km, soit plus que ce que la plupart des conducteurs peuvent parcourir sans devoir faire au moins une pause pour la salle de bain. L’anxiété liée à l’autonomie des VÉ appartient donc désormais au passé.

À mesure que les batteries deviennent plus grosses et que les groupes motopropulseurs gagnent en efficacité, leur capacité à régénérer de l’énergie lors du freinage régénératif s’améliore elle aussi. L’énergie récupérée lors du freinage régénératif fait partie des facteurs qui influencent l’estimation de l’autonomie d’un VÉ : une capacité de régénération améliorée permet d’obtenir une autonomie accrue.

Même si le freinage régénératif s’active plus souvent en circulation urbaine que lors de trajets sur l’autoroute, il demeure avantageux dans les deux situations. Un freinage lent et progressif constitue déjà une façon fiable de maximiser l’efficacité énergétique, mais le freinage régénératif la rehausse en permettant de récupérer l’énergie normalement perdue lors du freinage par friction.

Quand et comment utiliser le freinage régénératif de façon efficace

Le freinage régénératif ne remplace pas les freins à friction, même s’il peut réduire de façon importante leur utilisation et leur usure. Il s’agit davantage d’une caractéristique supplémentaire que d’un remplacement des freins à friction, qui demeurent essentiels pour arrêter le véhicule complètement, rapidement et en toute sécurité.

La meilleure façon de profiter du freinage régénératif consiste à conduire normalement, en laissant les systèmes avancés du groupe motopropulseur du véhicule électrique ou hybride déterminer l’équilibre optimal entre le freinage régénératif et le freinage par friction. Si le véhicule offre la possibilité de l’activer manuellement, cette caractéristique est plus efficace dans les embouteillages, lors des déplacements en ville et pendant les descentes, où elle aura le plus d’occasions de récupérer de l’énergie.

La conduite sur autoroute est peut-être le moment où le freinage régénératif a le moins d’impact, mais la technologie permet tout de même de récupérer de l’énergie lorsque vous relâchez l’accélérateur. Les véhicules munis à la fois du freinage régénératif et du régulateur de vitesse adaptatif peuvent maximiser l’efficacité en dosant précisément le freinage régénératif avant de recourir aux freins traditionnels lors de la conduite à vitesse constante.

En anticipant les arrêts, en ralentissant d’avance et en freinant en douceur, vous pouvez profiter pleinement du freinage régénératif.

Ce qu’il faut savoir avant d’utiliser le freinage régénératif

Le freinage régénératif semble offrir uniquement des avantages – et, dans l’ensemble, c’est effectivement le cas. Il réduit l’usure des freins à friction, prolonge l’autonomie des VÉ, améliore l’efficacité et contribue à une expérience de conduite tout en douceur.

Cependant, il est important de comprendre le rôle essentiel que joue le freinage régénératif dans l’efficacité et l’autonomie globales d’un véhicule électrique, hybride ou hybride électrique rechargeable avant d’en faire l’achat. En effet, si vous ne profitez pas du freinage régénératif, vous pourriez ne pas obtenir l’autonomie maximale annoncée. Vous devez également vous préparer pour une expérience de conduite un peu différente, afin de ne pas être surpris lorsque le véhicule ralentit plus intensément qu’un véhicule sans freinage régénératif. Certains conducteurs doivent parcourir quelques centaines de kilomètres avant de s’y habituer.

Mais en réalité, il n’y a vraiment pas lieu de vous inquiéter des défis ou des inconvénients liés au freinage régénératif. Cette complexité supplémentaire fait simplement partie de la technologie avancée d’un véhicule hybride ou électrique, et elle est utilisée de façon sécuritaire pour la batterie, le système de recharge, les freins et les autres composants essentiels du véhicule.

Comment le freinage régénératif améliore l’efficacité des VÉ et des véhicules hybrides

Le freinage régénératif fait partie des éléments qui rendent les véhicules électriques et hybrides aussi efficaces. Normalement, le freinage n’est qu’une perte d’énergie : toute cette erre d’aller est simplement dissipée sous forme de chaleur par le frottement du système de freinage traditionnel. Le freinage régénératif, quant à lui, convertit une partie de l’énergie utilisée pour s’arrêter en énergie pour avancer. En ajoutant des kilowatts à la batterie grâce à l’élan du véhicule qui fait tourner le moteur comme une génératrice, il est possible de réinjecter une charge électrique dans la batterie afin de préserver une plus grande autonomie.

Le freinage régénératif peut même offrir une expérience de conduite plus confortable. Au lieu de moduler la pédale manuellement ou de freiner brusquement, le freinage régénératif permet de ralentir doucement le véhicule lors d’une descente, à l’approche d’un arrêt ou lorsque la pédale de frein est enfoncée. Dans la circulation urbaine avec de nombreux arrêts et départs, le freinage régénératif peut grandement améliorer l’expérience de conduite.

Les véhicules électrifiés sont également reconnus pour leurs coûts d’entretien moins élevés, puisqu’ils comportent moins de pièces mobiles (VÉ) ou utilisent moins fréquemment le moteur à combustion interne traditionnel (hybrides/VHÉR). Le freinage régénératif confère cet avantage au système de freinage. Comme le moteur-générateur électrique gère une grande partie du freinage, les pièces coûteuses soumises à l’usure, comme les plaquettes et les disques de frein, sont moins sollicitées et n’ont donc pas à être remplacées aussi souvent. Puisque les véhicules électrifiés peuvent être plus lourds que leur homologue à moteur à combustion interne en raison du poids additionnel de leurs batteries, le freinage régénératif aide aussi à compenser la puissance de freinage supplémentaire requise pour ralentir la masse plus élevée.

Dans un groupe motopropulseur électrifié moderne et efficace, le freinage régénératif contribue grandement à la pertinence des véhicules hybrides, électriques et hybrides électriques rechargeables. Son impact sur l’autonomie, l’efficacité, le confort et la réduction de l’usure des freins en fait une technologie à adopter dans votre prochain véhicule.

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Qu’est-ce que le freinage régénératif? Fonctionnement et importance

Éléments à retenir : freinage régénératif