C’est sensé répondre à quel propos?
A Kroman, et pour le citer : « C’est à cause de gens comme vous que mon prochain véhicule sera un SUV. Comme ça plus besoin de ralentir ! ». (en parlant des ralentisseurs)
Surement du sarcasme ou alors…
Les freins à disques ou à tambours ne sont pas près de disparaitre car il y a de nombreuses situations où le frein régénératif n’est pas suffisant. Le freinage par courant de Foucault est ressorti des archives car il peut contribuer à la réduction des particules.
Si je ne dis pas de bêtises ,la 2 cv avait des étriers de freins incluant le frein à main , et peut-être d’autres Citroën avec frein à main agissant sur l’avant également .
Elle avait des freins tambour à l’arrière, et un étrier avec des plaquettes de freins + une plaquette de frein à main par retour avant.
Pour expliquer avec mes mots (car j’ai vu d’autres personnes répondre), car :
- Un moteur convertit de l’énergie électrique en énergie énergie cinétique (disons 90%).
- Un générateur convertit de l’énergie cinétique en énergie électrique (disons 90%).
- Si tu met un générateur sur la roue, sur va donc faire la conversion, disons 10kW pris à la voiture et donc 9kW généré.
- De l’énergie cinétique est perdu, ce qui veut dire que tu ralenti.
- Pour rester à la même vitesse, tu as donc besoin d’injecter 10kW d’énergie électrique avec ton moteur et donc consommer 11kW d’énergie électrique.
Le bilan est donc que tu as consommé 11kW pour en générer 9, ce qui est donc une perte sèche de 2kW.
Même remarque que pour (il y a quelques temps) l’idée de mettre une éolienne sur le toit pour récupérer de l’électricité avec le vent quand tu roule.
Je sais, je mix allègrement énergie et puissance, les calcules sont approximatifs et les estimations sont loin de la réalité mais le principe est clair.
Simple : une Tesla Model S Plaid peut faire le 0-100 en moins de 2s et on n’est pas loin de la limite de ce que les pneus peuvent encaisser. Il n’y a aucune raison qu’on ne puisse pas le faire dans l’autre sens ! Et quand la limite des pneus est atteinte, les disques et le plaquettes n’apportent plus rien.
Oui, donc si on la bride à 100 km/h, qu’on ajoute 2 moteurs pour pouvoir contrôler chaque roue séparément et qu’on garantie la fiabilité du système, on peut effectivement enlever les freins.
Pour l’autoriser à rouler à 130 il va falloir des moteurs et de l’électronique de puissance nettement plus puissants. Et un rhéostat ou une batterie 30% plus grosse.
Aura-t-on vraiment gagné quelque chose d’utile?
Et l’acheteur ne voudra probablement pas d’un tel monstre de puissance incapable de faire une pointe à 140. Donc on recommence encore à augmenter la taille des moteurs, électronique, batterie ou rhéostat.
Au bout du compte on aura une voiture plus chère, avec des matériaux plus rares et plus difficiles à recycler, qui émettra largement autant de poussière de pneus (parce qu’elle sera au moins aussi lourde).
Pourquoi faire? pour économiser quelques particules de poussière de freins (négligeables face à la poussière de pneus dans cette situation), à chaque fois qu’on appuiera à fond sur le frein au-delà de 100 km/h? si ça arrive souvent il vaut mieux arrêter de conduire…
Non, 2s, c’est le 6mph-60mph, sur piste de drag préparée à la colle. En condition normale, son 0 à 100 est au dessus de 2,20s. 
Je ne comprends pas le raisonnement : elle accélère jusqu’à plus de 300 km/h, je ne vois pas pourquoi elle ne pourrait pas décélérer dans les mêmes proportions.
Les limites sont différentes : les disques chauffent et résistent rarement à une utilisation sur circuit, à quelques exceptions près. Ce que les moteurs et l’électronique peuvent faire en accélération, ils peuvent aussi l’encaisser en décélération, il n’y a pas de différence d’ordre de grandeur, peut-être juste un dimensionnement du refroidissement de l’électronique de puissance qui sera sollicitée dans les 2 cas. Mais au moins, on ne risque pas de perdre le freinage par surchauffe.
Mais ça implique d’avoir des voitures hyper puissantes parce qu’une voiture qui fait le 0-100 en 10s en met moins de 3 pour le 100-0 km/h. Ce n’est donc pas envisageable pour des petites voitures à cause du risque que tu mentionnes
Oh que si. La batterie chauffe quand elle est fortement sollicitée, et ses performances se dégradent. En conduite « intensive » sur circuit, la Tesla S perde la moitié de sa puissance en quelques minutes à peine, parce que la batterie chauffe trop. Il en est de même des performances de freinage…
On peut aussi perdre le freinage tout simplement parce que la batterie est pleine et ne peut plus accumuler d’énergie. Bien sûr au quotidien, ça ne doit pas arriver souvent, puisque l’énergie cinétique de la voiture provient de la batterie, avec des pertes, et donc en la remettant dans la batterie, avec de nouveau des pertes, ça doit forcément rentrer. Mais il y a toujours des cas particuliers : si tu perds de l’altitude par rapport à ton point de départ, tu peux te retrouver à devoir restituer à la batterie plus d’énergie que ce que tu y as prélevé. C’est un point auquel je fais toujours attention avec ma voiture : si je charge en altitude, je ne charge pas à fond, pour garder du frein moteur dans la descente.
Plus généralement, on sait aussi que les batteries ne sont pas capable d’encaisser le flux d’énergie maximum lorsqu’elles sont déjà relativement bien chargée. C’est pour ça que la puissance de charge diminue au fil de la charge. Là encore, on observera le même phénomène avec le freinage régénératif, et donc une baisse de la puissance de freinage lorsque la batterie est bien chargée…
Bien entendu, tous ces cas sont des cas « aux limites », qui sont rares (même la chute de puissance lorsque la batterie est bien chargée, c’est en pratique peu gênant, parce que au quotidien, on a besoin de 50-100 kW de puissance de freinage, guère plus…), mais qui existent et qui font qu’il est tout de même difficile d’envisager de se passer complètement des freins traditionnels.
Enfin, il y a un autre point crucial : à partir du moment où on fait reposer entièrement le freinage sur le frein régénératif, on confie l’intégralité de sa gestion à l’électronique et à ses dysfonctionnements potentiels.
Disons qu’on pourrait envisager d’avoir une limitation de la puissance à l’accélération, pour avoir une voiture d’une puissance raisonnable, mais pouvant tout de même freiner efficacement.
C’est déjà ce qui va se faire en Formule E l’an prochain : la puissance en traction sera limitée à 350 kW, mais elle pourra atteindre 600 kW au freinage
Si ça chauffe à l’accélération, ça chauffera aussi au freinage, mais les ordres de grandeurs sont strictement les mêmes, il n’y a donc pas à surdimensionner le système. Evidement, on acceptera plus facilement la perte de puissance à la suite d’un échauffement qu’une perte de puissance au freinage, mais ça se calcule.
Et si on est à la limite d’adhérence à l’accélération, il n’y a aucune raison d’avoir besoin de plus de puissance pour freiner.
Il est donc parfaitement possible de se passer des freins mécaniques, les paramètres à respecter sont justes différents entre un système régénératif et un système abrasif.
Le seul cas problématique serait celui qui part à la descente avec 2000m de dénivelé avec la batterie pleine.
Mais c’est aussi quelque chose qui peut se gérer en utilisant des super-condensateurs. On n’est pas dans des technologies inconnues, tout est question de dimensionnement du système.
D’ailleurs, les freins de la plupart des voitures sont sous-dimensionnés et ça ne dérange pas grand monde, mais n’essayez pas de descendre 1000m de dénivelé sur vos freins avec 5 personnes à bord + les bagages parce qu’il pourrait vous arriver de mauvaises surprises.
Dans le cas de la régénération, toute l’énergie qui va dans la batterie n’a pas besoin d’être dissipée en chaleur, donc il y a des moyens techniques pour gérer la problématique de l’échauffement.
Autre remarque : plus le ralentissement est violent, plus il est court, il est donc possible, durant quelques secondes de faire entrer des puissances dans la batterie bien supérieures à ce qu’une borne autorise sur plusieurs minutes. Ce qui est un problème sur plusieurs minutes ne l’est pas forcément sur 3 ou 4 secondes.
L’accélération à la limite de l’adhérence des pneus s’arrête assez vite, très longtemps avant la vitesse maxi. Largement avant 130 km/h.
Pour le freinage, on exige d’être à la limite d’adhérence de chaque pneu pendant toute la durée du freinage, donc jusqu’à la vitesse maximale.
L’accélération à 200 km/h, et encore plus au delà, est peut-être impressionnante, mais ridicule face à la force de freinage sur laquelle on doit pouvoir compter.
Les moteurs pourraient peut-être supporter ce qu’il faut sur une courte durée (leur limite physique est surtout au niveau du couple tant qu’ils n’ont pas le temps de surchauffer), en fait peu importe puisqu’il faudrait de toutes façons 2 moteurs supplémentaires pour la gestion indépendante de chaque roue: l’ABS est obligatoire depuis longtemps.
On est très loin de la puissance nécessaire en termes d’électronique de puissance et de batterie. Un rhéostat à la rigueur pourrait éviter d’avoir une batterie plus puissante, il faudrait probablement qu’il ait autant d’inertie thermique que les disques de frein, donc autant de masse.
Si on prend une batterie assez grosse pour absorber toute la puissance (on parle de bien plus gros que la Tesla…), il ne faut pas oublier qu’elle ne supporte pas la même température que des disques de freins: le problème de surchauffe se produit tout autant avec une batterie qu’avec des freins. Toutes les électriques ou hybrides testées un peu durement sur circuit finissent par freiner seulement avec les plaquettes. En cas de défaillance de la batterie (ce qui peut largement arriver une fois dans la vie d’un véhicule âgé), il faudra expliquer qu’on accepte de ne plus avoir de freins.
J’ai donné des chiffres plus haut pour une voiture plus légère que la Tesla, pour 130 et 160 km/h. Hors de question d’autoriser la voiture à aller plus vite que la vitesse à laquelle elle peut freiner correctement: soit les éléments nécessaires devront être bien plus puissants, soit il y aura un bridage de la vitesse maxi. La question se pose déjà pour 130 km/h avec la motorisation actuelle.
Et quel serait l’intérêt au bout du compte? aucun: pas moins de matériaux, pas moins de poids, pas plus facile à recycler (au contraire), pas moins de particules dans l’air.
Seule une voiture de course beaucoup beaucoup plus puissante pourrait profiter de ce genre de système sans qu’on doive lui brider sa vmax.
Autant pour moi, j’avais sous-estimé la Tesla Model S Plaid. D’après son rapport poids/puissance, on pourrait accepter qu’elle roule à 134 km/h, pour une force de freinage capable d’arrêter la voiture en 70m.
Sauf qu’un bridage à 134 km/h est difficile à accepter pour une telle voiture. Et le coût de sa batterie et de sa motorisation est difficilement acceptable pour une voiture qui serait beaucoup moins performante.
Une Prius envoie déjà dans la batterie une puissance énorme (par rapport à sa capacité) pendant quelques secondes maxi.
Je ne pense pas que Tesla ait oublié d’étudier la question pour faire ce qui est possible avec leur batterie. Pourtant c’est loin de suffire.
Si on veut pouvoir freiner avec la batterie, il faut conserver une marge en termes de température, donc ne pas tirer dessus à fond à l’accélération. On la surdimentionne? à quel prix? quelle masse supplémentaire?
On parle d’un truc (le freinage) qui doit avoir une fiabilité absolue.
Si on est dépendant de l’électronique de puissance et du refroidissement de la batterie, on double les systèmes par sécurité?
Si on détecte une cellule avec une tension trop élevée au freinage, on arrête de freiner ou on fait exploser la batterie?
Parce que ça arrive facilement sur une vieille batterie.
La question n’est pas la faisabilité technique, mais ce que ça impose par rapport au gain de la suppression des freins.
Pourquoi faudrait-il que les freins régénératifs soient plus performants que les modèles abrasifs des voitures actuelles ?
Seules les vraies sportives ont des freins dignes de ce nom, le reste, c’est tout de la gnognote qui perd son efficacité après quelques freinages appuyés ou en descente de col. Alors pour la fiabilité absolue, il faudra repasser. On le sait et on apprend à en tenir compte en passant le permis. Personne n’enchaîne 10 freinages d’urgence à la suite et peu de voiture actuelles le supportent sans baisse de l’efficacité.
Un freinage régénératif a beaucoup moins d’énergie à dissiper, il a donc beaucoup moins de chance de se retrouver en limite. A part le cas spécifique de la charge à 100% avant un long dénivelé négatif, une voiture électrique conservera toujours son freinage alors qu’il faut économiser les freins actuels.
Le fait est est que la plupart des voitures électriques ne sont pas dimensionnées pour faire du circuit en fournissant des accélérations répétées, donc elles surchauffent. Mais résoudre ce problème de surchauffe à l’accélération, c’est aussi le résoudre pour la décélération.
Et si la limite d’adhérence s’éloigne en augmentant la vitesse, c’est surtout à cause de la résistance aérodynamique qui augmente et qu’une bonne partie de la puissance est utilisée pour vaincre cette résistance, donc il y a de moins en moins de puissance disponible pour accélérer, mais justement, cette résistance devient un gros avantage en décélération.
En résumé, les systèmes de freinages actuels sont très loin d’être aussi infaillibles que tu le supposes et les véhicules électrique n’ont pas été conçus pour se passer de freins, donc ce n’est effectivement pas envisageable actuellement.
Mais il ne faut quand même pas oublier que beaucoup de camions sont équipés de ralentisseurs électriques pour éviter l’échauffements des freins à abrasion, et ces systèmes doivent diffuser toutes l’énergie en chaleur parce qu’ils n’ont pas de capacité de régénération.
Avec l’amélioration des rendements de l’électronique de puissance et des batteries, il y aura de moins en moins de chaleur à évacuer, donc de moins en moins d’obstacle pour mettre en place ces technologies.
La puissance d’un moteur électrique est déterminée en fonction de ce qu’il peut encaisser pendant 1h, mais la puissance crête est un multiple de la puissance nominale. Ça reste vrai en mode régénératif, donc là aussi, un moteur de 200 kW pourrait encaisser 400 ou 600 kW sur une courte période sans trop de risque.
D’autre part, un super-condensateur peut aider à lisser un afflux massif de courant lors d’un freinage appuyé.
Si, la question est la faisabilité technique et le coût : ça supprime du poids non suspendu et ça améliore l’autonomie. Dès que c’est faisable, même avec un léger surcoût, et sous réserve que ce soit autorisé, des voitures en seront équipées.
On parle bien de voiture sans volant, ça me paraît nettement moins complexe de supprimer les freins.
On ne parle pas d’avoir davantage d’endurance que les freins classiques mais déjà de pouvoir effectuer un freinage digne de ce nom depuis la vitesse maxi. Toutes les voitures sérieuses le font, aucun VE ne le fait en régénératif pour l’instant. Seule la Tesla S Plaid a une puissance permettant une distance de freinage moyenne à 130 km/h. Sa vitesse maxi est 2.5 fois supérieure !
La plupart des autres VE sont ridicules à côté. On a autre chose à faire que de multiplier la puissance maxi par un facteur élevé sur tous les véhicules.
Pour l’endurance, d’ici à ce qu’une batterie se refroidisse aussi vite que des disques ventilés…
La masse non suspendue ?
Les freins peuvent se déplacer pour être suspendus, ça existait sur la Citroën GS et visiblement ça n’intéresse pas grand monde. Si on vire les freins et qu’on veut un moteur par roue (je rappelle que l’ABS est obligatoire), je prends les paris sur l’emplacement des moteurs…
Amélioration de l’électronique de puissance ? Ça existe de depuis bien plus longtemps que le VE et c’est déjà très performant, il ne faut pas croire aux miracles. Si on fait mieux, ça sera pas forcément pour faire toujours plus et probablement seulement pour réduire les coûts, la masse et les besoins en matériaux, un point très problématique du on veut faire rouler tout le monde en VE.
Ton moteur de 200 kW qui encaisse temporairement le double, tu crois vraiment que c’est pas déjà le cas?
A te lire on croirait que les constructeurs sont stupides et ignorants, qu’ils n’avaient pas encore pensé à optimiser leurs voitures.
Tu as une idée de la taille d’un supercondensateur capable d’absorber une bonne partie de l’énergie cinétique ? Tu te rends compte de l’inutilité face à un rhéostat (hors voiture de course) puisqu’on parle juste des cas d’urgence où le freinage régénératif ne suffit pas ?
La construction d’un système viable ne se fait pas en additionnant toutes les technos existantes, mais en étudiant leur pertinence en fonction de l’usage. On a déjà un freinage régénératif performant qui fait 99% du travail dans la vraie vie, le seul inconvénient des disques est leur masse, toute solution de remplacement pèse au moins autant et coûte plus cher: hors voiture de course l’idée est bonne pour la poubelle, point final. C’est pas en listant tout ce qu’on peut améliorer sur un VE que ça changera la conclusion puisque ça concerne aussi ceux qui sont équipés de freins.
Sur ce point, je me pose une question : plutôt que de mettre obligatoirement un moteur par roue pour gérer l’ABS sur le frein régénératif, est-ce que ça ne pourrait pas se gérer via les différentiels ? Après, y a aussi la solution bourrine qui consisterait à tout relâcher si une roue se bloque. Mais bien entendu là c’est l’efficacité globale du freinage qui en prendrait un coup…
Et même dans l’hypothèse d’une possibilité de gérer l’ABS avec un seul moteur, il faudrait sans doute quand même à minima passer à une transmission intégrale ou à deux moteurs (un avant, un arrière), car je doute qu’il soit légal aujourd’hui de faire des voitures avec seulement deux roues freinées. Dans les deux cas, ça fait un supplément de poids à prendre en compte.
Bien sûr que c’est le cas, la voiture électrique peut disposer de 125kW pendant 30s, le reste du temps, c’est plutôt 75 !
Je disais ça pour relativiser le besoin en puissance des moteurs : quand on parle de freinage d’urgence, on parle de secondes, quand on parle d’accélération ou de puissance pour une voiture, on s’attend à ce que ça puisse être maintenu pendant des minutes ou des heures. Les ordres de grandeur admissibles sont de fait très différents. Arrêter une voiture de 2T lancée à 180 km/h génère au maximum 0.7 kWh, dont une partie part en frottement aérodynamique. Si on atteint un rendement de 80% en recharge batterie, ce qui est faible, ça fait 0.14 kWh à refroidir.
Donc la puissance à dissiper concerne les pertes, par définition, pas de ce qui entre dans la batterie et/ou dans un condensateur. Donc plus le rendement augmente, plus la perte à évacuer diminue.
Tu sembles craindre un manque d’efficacité du système régénératif, mais on voit déjà le premier prototype qui sort et on a déjà quasiment toutes le technologies pour le faire, tu dis toi-même que pour la compétition, ça pourrait avoir du sens.
Il ne faut pas oublier qu’il y a 25 ans, personne ne pensait possible d’avoir un terminal sur batterie, qui tient dans la poche et qui est capable de recevoir et d’afficher de la vidéo en HD tout en n’ayant pas besoin d’être rechargé toutes les heures. La réalité a largement dépassé la fiction, aucun film de science fiction n’avait prévu que tout le monde aurait un smartphone dans la poche une génération plus tard !
Là où je te rejoins, c’est sur la question économique et légale : ce n’est pas facilement rentable à priori, et pour que ce soit éventuellement le cas, il faudrait le diffuser à grande échelle, ce qui est toujours un peu aléatoire à cause de l’attentisme des constructeurs à propos des nouvelles technologies.
Et comme pour la conduite autonome, on n’acceptera aucune faiblesse pour l’autoriser, alors même que la technique actuelle présente bien des limitations. Mais la réglementation a été faite pour les freins conventionnels, un nouveau système ne sera homologué que s’il fait mieux dans tous les domaines et pas seulement sur l’endurance ou la pollution. Or, on pourrait arguer qu’un système régénératif est plus sûr en montagne parce qu’il évite les accidents liés à l’échauffement des freins conventionnels. Mais ce risque est accepté de fait, alors que tout nouveau risque sera perçu comme inacceptable par la réglementation, même si en calcul de risque, le ratio bénéfice/risque serait en faveur du nouveau système.
Ben non, pas plus qu’un freinage hein… Parce que à part sur un circuit, où tu passes ton temps à accélérer et freiner (auquel cas, tu veux aussi que la performances des freins tienne dans la durée, on n’est pas juste dans le contexte d’un coup de frein d’urgence), tu as rarement besoin de plus de 50 kW dans la durée… Tu accélères jusqu’à la vitesse que tu veux atteindre, puis tu maintiens cette vitesse, ce qui nécessite beaucoup moins de puissance… 50 kW, c’est suffisant pour tenir 130 km/h avec un Renault Captur (il faut même moins que ça). En-dessous de 100 km/h, la plupart des véhicules n’ont pas besoin de plus de 20 kW pour maintenir leur vitesse.
Les voitures électriques, tu les mets sur circuit, pour leur faire cracher leur puissance de manière soutenue, tu verras que la plupart ne vont pas tenir bien longtemps avant de se brider parce que ça surchauffe… On peut le voir par exemple sur cette vidéo d’une Tesla S au Nurburgring : https://abcmoteur.fr/divertissement/tesla-model-s-p85d-chrono-nurburgring/
Au bout d’environ 1min40, on voit une ligne pointillée jaune apparaître sur la jauge de puissance. C’est la marque du bridage de la puissance. Et attention, on a l’impression que la marque est presque au maximum de la jauge, mais ce n’est pas une jauge linéaire… Les marquages successifs sont à 30, 60, 120, 240 et 480 kW, donc en fait au bout de moins de 2 minutes, il a déjà perdu la moitié de la puissance, et sur la fin du tour, au bout de moins de 8 minutes, il ne lui reste plus que 120 kW, un quart de la puissance maximale…
Ben si : un freinage d’urgence, ce sont des secondes, alors que la montée d’un col, ce sont des minutes. Et c’est encore plus de puissance s’il faut relancer après chaque virage et/ou s’il y a une caravane à tracter. Dans ce cas, la montée et la descente nécessitent les mêmes ordres de grandeur de courant sauf dans le cas du freinage d’urgence pour lequel on exige de bien meilleures performances que pour l’accélération.
A part sur circuit où on enchaîne des accélérations et des freinages d’urgence, le seul problème du freinage régénératif est sa capacité à arrêter la voiture dans une distance équivalente aux freins actuels quelque soit la vitesse.
La législation n’exige pas grand chose pour l’accélération mais impose un sytème de freinage digne de ce nom pour toutes les voitures.
Donc il faut beaucoup plus de puissance de freinage que d’accélération, mais il est impossible d’enchaîner 2 freinages d’urgence sans prendre de temps de relancer le tout.
Pour pouvoir enlever les disques, il faut donc être capable de récupérer des puissances énormes pendant une durée très courte. Je pense que les technologies existent, mais qu’elles ne sont actuellement ni intéressantes, ni rentables. Mais contrairement à wave91, je n’affirmerais pas que ce ne sera jamais le cas.