Freinage régénératif : comment ça marche et à quoi ça sert ?
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Le freinage régénératif est une technologie clé dans les véhicules électriques et hybrides. Elle permet de ralentir le véhicule tout en récupérant une partie de l’énergie cinétique pour recharger la batterie. Cette fonctionnalité augmente l’efficacité énergétique et prolonge l’autonomie des véhicules.
Mais comment fonctionne le freinage régénératif exactement ? Quelles sont les innovations récentes des constructeurs dans ce domaine ?
Allez, on vous explique tout !
Qu’est-ce que le freinage régénératif ?
Le freinage régénératif transforme l’énergie cinétique générée lors des phases de freinage ou de la décélération en énergie électrique, qui est ensuite stockée dans la batterie.
Les freins traditionnels dissipent cette énergie sous forme de chaleur, le freinage régénératif, lui, utilise des moteurs électriques inversés pour récupérer cette énergie. Ce système est essentiel pour améliorer l’efficience énergétique des véhicules électriques et hybrides. On peut également retrouver le freinage régénératif sur les voitures sans permis.
Lors du processus de freinage régénératif, l’énergie cinétique (l’énergie que possède un corps en raison de son mouvement) n’est pas gaspillée, mais elle est bel et bien convertie en énergie électrique. Celle-ci est ensuite renvoyée à la batterie.
Le freinage régénératif fait partie intégrante du fonctionnement d’une voiture électrique aujourd’hui.
Freinage régénératif : comment ça marche ?
Lorsqu’un conducteur appuie sur la pédale de frein dans une voiture électrique, l’essieu des roues entraîne les moteurs électriques en mode générateur.
Cette action convertit l’énergie cinétique en énergie électrique, qui est renvoyée vers la batterie.
La majorité des véhicules modernes affichent cette récupération d’énergie sur le tableau de bord sous forme de jauge ou de schéma. Ainsi, cela permet au conducteur de voir en temps réel quand la régénération est active.
Lors du processus de freinage régénératif, l’énergie cinétique qui serait autrement gaspillée est convertie en énergie électrique. Celle-ci est ensuite renvoyée à la batterie.
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Freinage traditionnel VS freinage régénératif
Dans un véhicule thermique, l’appui sur la pédale de frein actionne des plaquettes qui frottent contre les disques, générant de la chaleur et ralentissant le véhicule. Ce processus entraîne une perte d’énergie.
En revanche, dans une voiture électrique, le système de freinage régénératif capture une grande partie de cette énergie pour prolonger l’autonomie du véhicule.
Pour plus d’efficacité, le système récupère aussi l’énergie en décélération. C’est pourquoi une voiture électrique ou hybride décélère plus fortement qu’une voiture thermique. Cette dernière se contente de « la roue libre », ne comptant que sur le frottement de l’air ou des pièces internes (ou une pente ascendante) pour perdre de la vitesse, ou du frein-moteur sans récupération.
L’intensité du système régénératif dépend ainsi de la vitesse de départ. La récupération sera plus forte à haute vitesse ou en descente, et donc moins efficace si vous roulez à 30 km/h de moyenne en ville.
De plus, le système n’est plus efficace si la batterie est pleine, passant donc en roue libre. Quoi qu’il en soit, il est conseillé de ne pas charger au-delà de 90 %, afin de préserver la batterie, sauf celles faisant appel à une chimie LFP.
Différents systèmes de freinage régénératif par constructeur
Il existe différents systèmes de freinage régénératif. Ainsi, selon le modèle de voiture électrique, le freinage régénératif peut fonctionner de différentes manières. Nous en avons sélectionné quelques-un pour vous !
Toyota Prius
En 1997, la Toyota Prius a été la première voiture hybride de grande série à introduire le freinage régénératif, combinant moteur thermique et électrique pour maximiser l’efficacité énergétique.
Audi e-tron
L’Audi e-tron offre une récupération d’énergie très puissante, atteignant jusqu’à 225 kW en décélération. Ce système peut récupérer jusqu’à 70% de la puissance du moteur lors des freinages.
Nissan Leaf
La Nissan Leaf dispose d’une fonction e-Pedal qui permet au conducteur de freiner et d’accélérer avec une seule pédale. Le freinage régénératif devient intuitif et efficace, surtout en milieu urbain.
Elle a été la première à disposer de cette fonction (e-Pedal) en 2017, rejointe par la Tesla Model 3 en 2020 ou le Hyundai Kona.
Tesla Model 3
Depuis 2020, la Tesla Model 3 propose un système de freinage régénératif avancé qui optimise la récupération d’énergie en fonction des conditions de conduite et de l’état de charge de la batterie.
Le freinage régénératif est déclenché par l’action du conducteur sur la pédale de frein : le moteur électrique d’un véhicule hybride ou électrique peut fonctionner dans deux directions. En avant, il entraîne les roues et en arrière, il recharge la batterie.
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Quelques exemples concrets
Vous souhaitez plus de précisions et cas concrets ? Suivez le guide !
Audi e-tron
L’Audi e-tron est souvent citée comme un exemple de système de freinage régénératif efficace. Lors d’une descente de 20 km à Pikes Peak, le SUV électrique a pu récupérer environ 30 km d’autonomie grâce à un dénivelé de 1 900 mètres !
Renault ZOE
La Renault ZOE utilise un “mode B » ou « Brake » (frein en français) pour activer le freinage régénératif. Ce mode est particulièrement utile en ville, où les arrêts fréquents permettent de maximiser la récupération d’énergie.
Hyundai Kona
Le Hyundai Kona propose plusieurs niveaux de régénération ajustables via des palettes au volant. Le conducteur peut alors choisir le niveau de récupération d’énergie en fonction de ses préférences et des conditions de conduite.
Freinage régénératif et écoconduite
Le freinage régénératif encourage une conduite douce et anticipative, appelée écoconduite.
En relâchant l’accélérateur à l’approche d’un feu rouge ou en descente, les conducteurs de voitures électriques maximisent la récupération d’énergie. Cela augmente l’autonomie du véhicule et réduit l’usure des freins traditionnels, ce qui diminue ainsi les frais d’entretien.
On peut même y trouver un aspect ludique !
L’écoconduite vise à optimiser la consommation d’énergie et à réduire les émissions. En adoptant une conduite fluide et prévoyante, les conducteurs minimisent les décélérations brusques et les freinages d’urgence. Cela favorise une récupération optimale de l’énergie cinétique.
Notez que la récupération a des limites : un freinage brusque ne récupérera pas plus qu’un freinage progressif.
Ainsi, l’écoconduite profite au freinage régénératif, à l’environnement et aux économies d’énergie !
Astuces pour maximiser la récupération d’énergie
- Anticiper les arrêts : relâchez l’accélérateur tôt pour utiliser le freinage régénératif au maximum.
- Utiliser les modes économiques : de nombreux véhicules proposent des modes de conduite qui optimisent la récupération d’énergie.
- Surveiller l’écran de bord : utilisez les indicateurs de récupération d’énergie pour ajuster votre conduite.
Éco-conduite : comment améliorer l’autonomie de sa voiture électrique ?Freinage régénératif : avantages et inconvénients
Découvrez avec nous les principaux avantages et inconvénients du système régénératif des voitures électriques.
Avantages
- Augmentation de l’autonomie : chaque freinage ou décélération recharge la batterie, prolongeant ainsi l’autonomie du véhicule.
- Réduction de l’usure des freins : grâce au frein régénératif, les freins mécaniques sont moins sollicités*. Ainsi, les pièces comme les plaquettes et les disques subissent moins d’usure, ce qui se traduit par une durée de vie prolongée et des besoins d’entretien réduits.
- Économie d’énergie : la récupération d’énergie améliore l’efficience globale du véhicule, réduisant les besoins en recharge.
Inconvénients
- Efficacité variable : la récupération d’énergie est moins efficace à basse vitesse, cela limite son utilité en ville.
- Surcharge de la batterie : si la batterie est presque pleine, le freinage régénératif devient moins efficace, nécessitant une gestion soigneuse de la charge.
- Adaptation de la conduite : les conducteurs doivent s’habituer à une nouvelle manière de freiner, ce qui peut prendre du temps.
* Conseil : on vous invite toutefois à activer les freins de manière régulière pour conserver des plaquettes à la surface régulière et un freinage optimal. Pour cela, plusieurs freinages forts consécutifs (au-delà de 70 km/h) permettent de réadapter les plaquettes. En cas de températures négatives, freinez rapidement après démarrage pour évacuer la glace éventuelle.
Découvrez d’une manière plus globale, tous les avantages et les inconvénients d’une voiture électrique, dont la fiabilité est mise en avant grâce au freinage régénératif !
Impact environnemental du freinage régénératif
Le freinage régénératif contribue également à réduire l’empreinte carbone des véhicules électriques.
En récupérant l’énergie qui serait autrement perdue, ces systèmes diminuent la consommation d’énergie et réduisent les émissions globales de CO2 associées à la production d’électricité.
Cette amélioration significative contribue aussi à prolonger la durée de vie des batteries et donc, à réduire les coûts d’exploitation des véhicules électriques.
À lire aussi
Freinage régénératif : comment ça marche et à quoi ça sert ?Innovations récentes dans le freinage régénératif
Depuis 2020, plusieurs innovations ont été introduites pour améliorer l’efficacité et la convivialité du freinage régénératif.
Intégration avec l’intelligence artificielle
Certains modèles récents intègrent des systèmes d’intelligence artificielle pour optimiser la récupération d’énergie en temps réel.
Par exemple, des algorithmes peuvent ajuster le niveau de régénération en fonction de la topographie de la route et des habitudes de conduite du conducteur.
Freinage régénératif avancé
Des systèmes avancés permettent maintenant une récupération d’énergie plus efficace à basse vitesse, ce qui est particulièrement utile pour la conduite urbaine.
Ces systèmes utilisent des moteurs plus performants et des logiciels améliorés pour maximiser l’énergie récupérée.
Technologie de batterie améliorée
Les avancées dans la technologie des batteries, comme les batteries à état solide, permettent une meilleure absorption et rétention de l’énergie récupérée. Ces nouvelles batteries sont plus durables et peuvent gérer une charge plus rapide et plus efficace.
Pour conclure
Le freinage régénératif est une excellente technologie pour les véhicules électriques et hybrides. Elle offre de nombreux avantages comme l’efficience énergétique, la réduction des coûts d’entretien. Les constructeurs continuent d’innover dans ce domaine, rendant ces systèmes de plus en plus efficaces et faciles à utiliser pour les conducteurs. Un réel travail de pédagogie est en cours pour mieux communiquer auprès des conducteurs !
Adopter l’écoconduite et comprendre le fonctionnement de ce système peut considérablement améliorer votre expérience de conduite et prolonger l’autonomie de votre véhicule électrique.
Si vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement des voitures électriques, retrouvez la formation « Acheter et conduire son véhicule électrique » de notre partenaire Shaolyn !
sur l'actualité électrique
Écrit par Matthieu Lauraux
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Mon avis sur cet article est mitigé...
Quelques informations intéressantes pour des néophytes, mais aussi des imprécisions dans l'article lui-même et dans certains commentaires....
1) " transforme l'énergie cinétique en énergie électrique" : oui, mais ne pas oublier que l'énergie potentielle, lors des descentes, est également récupérée.
2) Pour profiter au maximum de cette récupération d'énergie, il faut bien entendu de la place dans la batterie pour y stocker les électrons produis . N'en déplaise aux anti-tesla présents sur ce site, c'est indiqué sur l'écran de l'ordinateur de bord de ces voitures quand la régénération n'est pas possible en raison d'une batterie trop chargée.
3) Lors d'un usage modéré de la régénération, les feux rouges arrières d'utilisation des freins ne s'allument pas, mais dès que le freinage du à cette régénération devient plus important, ces feux s'allument ( je n'ai plus en tête la valeur de la décélération à partir de laquelle ces feux doivent s'allumer)
4)Pas besoin d'appuyer sur la pédale de frein pour mettre en action cette régénération : le lever de pied de la pédale d'accélérateur suffit pour l'enclencher.
5) Mais dans certaines situations, l'appui sur la pédale de frein augmente cette régénération. Mais il faut gérer finement cet appui : si vous freinez trop fortement, vous perdez une partie de votre énergie cinétique ou potentielle qui part en chaleur dans les disques de frein.
6) Le frein moteur existe sur les voitures thermiques : vous pouvez l'augmenter en changeant de rapport de vitesse ( passer de la 5éme à la 4éme ou 3éme par exemple avant un virage ou dans les descentes : vous économisez vos plaquettes et disques de frein et la mécanique n'en souffre pas) Une digression au sujet des freins : la cote de LAFFREY, près de GRENOBLE, est connue pour les nombreux accidents dus à des pannes de freins au bas de la descente. Il ne faut pas s'en étonner quand on voit le nombre de conducteurs qui n'utilisent pas leur frein moteur en descente et sont debout sur les freins tout le long de la pente. Arrivés au bas de la descente, les freins ont chauffé : le plus grand danger, ce n'est pas la chaleur des plaquettes ou des disques, c'est celle du liquide de frein, qui, si il y a la présence d'eau dans le circuit, ne fera pas son travail : l'eau, portée à ébullition, devient gazeuse et compressible, la pédale de frein sera inefficace. D'où la nécessité de changer son liquide de frein régulièrement ou du moins d'en vérifier la qualité ( présence d'eau ou pas).
7) Je ne pense pas que la régénération ait une forte incidence sur l'usure des pneus : l'usure des pneus est due principalement à une vitesse trop importante en virage, à des accélérations ou des freinages trop importants, au nombre de km parcourus, mais pas à des accélérations normales et l'usage du frein moteur pour les VT ou de la régénération pour les VE
8) Pour conclure, les freins d'une voiture électrique ne servent pratiquement que pour les freinages d'urgence : dans toutes les autres situations ( entrée d'agglomération, rond point, péage, virage,..) une bonne anticipation et un lever de pied au bon moment suffissent largement.
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La plupart des VE proposent de régler le niveau de décélération en levé de pied. La BYD Dolphin propose 2 niveaux : "standard" et "high", vous deviez être en "standard" lors de votre essai.
La clientèle Chinoise généralement n'aime pas les voitures qui ralentissent fortement au levé de pied, ce qui peut expliquer que la BYD Dolphin soit "par défaut" (à chaque démarrage) en mode "standard".
Si je vous suit sur l'aspect "rendement", votre raisonnement sur la puissance est assez étrange.
En effet, avec une puissance plus élevée, votre voiture pourra récupérer plus d'énergie en sollicitant encore moins les plaquettes (une voiture avec 60kW de potentiel de récupération récupèrera mathématiquement plus d'énergie qu'avec 40kW). Même avec un rendement "mauvais" il est toujours plus rentable de récupérer l'énergie que de la faire partir en chaleur dans les plaquettes car dans ce cas l'énergie est perdue à jamais.
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