Actuellement, la recharge d’un véhicule électrique ou hybride rechargeable se fait sur une borne de rechargement. Ce processus peut prendre de 30 minutes (pour les chargeurs rapides) à plusieurs heures (pour les prises domestiques).
Heureusement, une technologie répandue permet de recycler l’énergie résiduelle du freinage pour recharger la batterie : le freinage régénératif. Zoom sur cette technologie de la conduite éco-responsable : principe, avantages et fonctionnement.
Qu’est-ce que le freinage régénératif ?
Le freinage régénératif, ou freinage par récupération, est un système qui permet de récupérer 25 à 40 % de l’énergie dissipée lors du freinage pour la convertir en énergie électrique. Son concept remonte aux débuts des années 1900. Utilisé initialement dans l’industrie ferroviaire, il a été adopté dans certaines voitures hybrides de luxe comme l’Owen Magnetic de 1916.
Actuellement, presque toutes les voitures 100 % électrique (VE), hybrides non-rechargeables (HEV) et hybrides rechargeables (PHEV) sont équipées du système de récupération d’énergie au freinage.
C’est le cas des voitures électriques Toyota qui disposent toutes d’un système de freinage régénératif, ce qui augmente leur autonomie et prolonge leur durée de vie en réduisant l’usure des freins.
Quels sont les avantages du frein régénératif ?
Reposant sur le principe de la conversion de l’énergie cinétique en énergie électrique, le freinage récupératif offre plusieurs avantages :
- Le rechargement de la batterie en roulant permet de booster l’autonomie du véhicule de jusqu’à 30 % ;
- Il contribue à réduire la consommation des voitures hybrides de jusqu’à 32 % et les rejets de CO2 de jusqu’à 30 % ;
- Les disques et les plaquettes de frein, étant moins sollicités, durent plus longtemps, ce qui permet de réduire les coûts d’entretien ;
- La conduite est plus confortable en ville et à basse vitesse ;
- Le système de freinage électrique permet de réduire les pertes énergétiques et favorise une conduite écologique.
Comment fonctionne le freinage régénératif ?
Dans un véhicule électrique ou hybride, le moteur électrique peut fonctionner en marche avant (pour entraîner les roues) et en marche arrière (pour recharger la batterie). Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, le système de gestion électronique met le moteur électrique en marche arrière, ce qui permet de ralentir les roues (principe du frein moteur). Dans ce cas, le moteur électrique fonctionne de la même manière qu’un générateur d’électricité ce qui va permettre à la voiture électrique de récupérer une partie de l’énergie cinétique.
Un onduleur convertit le courant alternatif produit par le moteur, en courant continu pouvant être injecté dans la batterie. Le système de gestion de la batterie (BMS) se charge de réguler les flux de charge et de décharge en fonction de l’état de la batterie.
Dans la plupart des véhicules, le freinage à récupération d’énergie peut être activé sur le sélecteur de vitesses en sélectionnant le mode B. Il est également possible de gérer l’intensité de la fonction régénérative via des modes prédéfinis.
Notons que le frein régénératif fonctionne tout en gardant opérationnels des systèmes d’aide au freinage embarqués tels que le programme électronique de stabilité (ESP), le répartiteur électronique de freinage (EBD) ou le freinage d’urgence (AEB).
Eco-conduite : la technologie One Pedal
Dans certains véhicules électriques et hybrides, le système de récupération de l’énergie cinétique (SREC) est complété par la fonction « One Pedal Driving » (conduite à une seule pédale).
Appelée également « e-Pedal » ou « i-Pedal » chez certains constructeurs, cette fonctionnalité consiste à activer automatiquement le frein régénératif dès que le conducteur relâche la pédale d’accélérateur. Le freinage par récupération d’énergie est exploité au maximum lorsque la pédale d’accélérateur est complètement relâchée.
Particulièrement adapté à la conduite urbaine, le système One-Pedal permet de récupérer de l’énergie en décélération grâce au frein moteur tout en réduisant l’utilisation des freins à friction.
Voitures électriques : les technologies en cours de développement
Actuellement, le frein régénératif est la technologie la plus répandue pour recharger un véhicule électrique en roulant. Outre sa contribution à augmenter l’autonomie de la batterie grâce à la conversion de l’énergie cinétique en énergie électrique, ce système permet de limiter l’usure des freins à friction. Par ailleurs, les véhicules dotés de la fonction One-Pedal sont plus confortables à conduire, notamment en ville (embouteillage et trafic dense).
Cela dit, deux autres technologies prometteuses sont en cours de développement :
- La recharge par induction (Smart road ou autoroute électrique) : la batterie de la voiture se charge en roulant grâce à un champ magnétique émis par des bobines insérées dans la route ;
- Le toit solaire : la voiture se charge par des cellules photovoltaïques intégrées dans le toit. L’énergie produite est ensuite stockée dans la batterie et contribue à augmenter l’autonomie du véhicule électrique en roulant (jusqu’à 8 km d’autonomie supplémentaire pour la 5e génération de Prius équipée d’un toit solaire).
Oui, une voiture électrique peut récupérer de l’énergie en roulant grâce au freinage régénératif, qui transforme l’énergie cinétique en électricité lors des phases de décélération ou de freinage. Mais ce n’est qu’une recharge partielle, une recharge externe (borne ou prise électrique) reste nécessaire pour recharger complètement la batterie.
