Voiture électrique : le fonctionnement du freinage régénératif

Pour propulser une voiture électrique, la recharge de la batterie par une prise n’est pas le seul vecteur d’énergie disponible. Tout comme sur une voiture hybride, il est possible de récupérer un peu d’autonomie lors des phases de freinage et de décélération. Mais comment ça marche et que proposent les constructeurs ? On vous explique.

Avec la Toyota Prius en 1997, le monde découvrait la voiture hybride de grande série. Il découvrait aussi une double motorisation reposant sur le freinage régénératif. Ce dernier est essentiel pour produire l’énergie qu’utilise le moteur électrique.

Les voitures électriques, dont on recharge les batteries par le biais d’une prise, n’ont donc pas besoin de ce système. Néanmoins, dans un souci d’efficience et devant la facilité d’intégration, les modèles en sont tous équipés, augmentant l’autonomie. Mais encore faut-il savoir comment cela fonctionne, comprendre les différents modes, et comment l’optimiser. Allez, on vous explique tout !

Explication techniques

Sur une voiture classique, pour freiner, vous actionnez la pédale de frein. Ceci vient diminuer la vitesse de la voiture, mais le frottement des plaquettes émet une certaine chaleur. Les pilotes le savent bien, il ne faut pas en abuser, sous peine de surchauffer les freins et diminuer leur efficacité, un phénomène que vous pouvez rencontrer en montagne.

Le principe est donc d’éviter de perdre cette énergie, en la convertissant en amont via un moteur. Au lieu d’activer les freins, l’essieu des roues vient donc entraîner les aimants du ou des moteurs électriques, produisant de l’électricité vers la batterie. La plupart des modèles affichent la recharge sur une jauge voire un schéma sur écran pour comprendre quand la récupération est active.

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.

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.

Plusieurs systèmes possibles à bord

Sur les voitures électriques, la récupération d’énergie peut être très différente d’un modèle à l’autre. On trouve deux solutions principales : un système sans réglage ou un système à plusieurs niveaux. Dans tous les cas, cela passe par l’activation du mode B ou « Brake » (frein en français) sur le levier de vitesse ou bouton associé, tandis que le mode de base est le D ou « Drive ».

Pour le système sans réglage, il faut se fier à la configuration du constructeur. En général, la récupération au freinage fonctionne de manière efficace, mais en décélération, elle est très peu prononcée (parfois à peine décelable), et l’on recharge donc peu la batterie.

Certaines marques automobiles proposent donc plusieurs niveaux de récupération, sur des palettes ou boutons. Ceci permet de convenir à des types de conduite différents d’une personne à l’autre. C’est aussi un bon moyen de se familiariser avec le système, en augmentant progressivement le niveau de récupération.

Exemple : sur un système à 4 niveaux, le premier sera peu perceptible en décélération. En revanche, le dernier va ralentir significativement la voiture, au point de le sentir comme un freinage modéré. Attention, cela ne freine pas totalement la voiture, qui retrouve un fonctionnement roue libre sous 10 km/h en général.

Le freinage total à une pédale

Plus rarement, certains véhicules électriques peuvent même freiner totalement grâce au relâchement de la pédale d’accélérateur, surtout en ville en amont d’un feu rouge. La Nissan Leaf 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.

 

Le principe de l’éco-conduite

Le freinage régénératif permet de recharger la batterie et de retrouver un peu d’autonomie électrique. Outre ses capacités, il invite à l’écoconduite, un exercice misant sur l’efficience, un type de conduite plus posé et donc moins agressif pour les autres utilisateurs de la route ou les piétons. Ceci se justifie d’autant plus que la capacité de récupération a des limites ; un court et puissant freinage ne chargera pas plus qu’un freinage moyen glissé.

L’écoconduite relève presque du jeu au volant d’une voiture électrique. On se surprend à vouloir relâcher la pédale d’accélérateur le plus souvent possible, que ce soit en pente ou en amont d’un feu rouge. Ceci devient même rapidement un automatisme, changeant la façon de conduire. Les modèles peuvent aussi indiquer précisément la quantité de récupération d’énergie :

• Chez Mercedes, le bilan de récupération est consultable sur un graphique et le kilométrage électrique récupéré est donné sur votre trajet ;
• Mieux, chez Hyundai, on voit en temps réel la distance en mètres (estimée) que vous pouvez parcourir grâce à la récupération

Plusieurs kilomètres d’autonomie récupérés

Bien que certains constructeurs proposent de suivre l’information via l’ordinateur de bord, il est difficile d’estimer exactement la quantité d’énergie que vous pouvez redonner à votre batterie. Cela dépend de deux facteurs importants : le système de récupération de la voiture, et votre type de conduite.

Avec un système peu perfectionné et une conduite agressive, vous ne retrouverez que quelques centaines de mètres tout au plus via le freinage. Cependant, si vous adoptez l’écoconduite ci-dessus et que la récupération est forte en décélération, ce sont plusieurs kilomètres qui peuvent être récupérés en fonction de la longueur du trajet.

Audi est le constructeur qui donne le plus de détails sur les capacités de recharge via récupération. Son SUV e-tron se proclame le meilleur en la matière, jusqu’à 225 kW ou 300 ch en décélération, équivalent à 70 % de la puissance du moteur. La marque donne un exemple, celui d’une descente de 20 km de la montagne de Pikes Peak (États-Unis) avec dénivelé de 1 900 m. Sur ce parcours, le SUV électrique a pu retrouver une trentaine de kilomètres d’autonomie. Ceci est un cas extrême, mais montre la capacité d’un tel système, utilisé dans 90 % des situations de freinage classiques.

Des freins moins utilisés et plus endurants

Grâce au frein régénératif, une voiture électrique sollicite moins les plaquettes et disques de freins qu’une voiture thermique. Résultat, les freins sont plus endurants, et nécessitent moins d’entretien. Cela représente une absence de contrainte, mais aussi une économie sur le coût d’entretien.

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.

Conclusion

Disponibles sur toutes les voitures électriques, le freinage et la décélération régénératifs sont un excellent moyen d’augmenter l’autonomie et d’adopter une conduite plus douce. Les constructeurs adoptent de plus en plus des systèmes à plusieurs niveaux pour convenir à tous, voire à des fonctions de conduite à une pédale. De plus, les écrans ou jauges permettent de mieux visualiser le fonctionnement et se familiariser avec le système.

Il reste cependant aux constructeurs à mieux communiquer et éduquer. Peu de marques disposent de visuels ou vidéos ; dommage, car ce système régénératif est important dans la conduite au quotidien d’une voiture électrique.