Moteurs électriques : comment ça marche ?

Le moteur pour voiture électrique fonctionne grâce à un champ (électro)magnétique pour créer un mouvement. Il existe deux sortes d’électromoteurs : synchrones et asynchrones.

Un moteur électrique se compose de plusieurs éléments essentiels : le convertisseur, le stator, le rotor et le réducteur. Il y a aussi, bien sûr, la batterie stockant l’énergie électrique. Mais l’électricité peut aussi provenir d’un générateur (par exemple un moteur thermique) ou d’une pile à combustible (à hydrogène). Le moteur électrique  est plus simple et plus compact que le moteur thermique.

Les éléments d'un moteur de voiture électrique

Convertisseur

Une batterie de voiture électrique stocke l’énergie en courant continu DC. Or, un moteur électrique fonctionne nécessairement avec du courant alternatif AC pour créer le champ magnétique. Il faut donc un convertisseur pour transformer le courant DC en courant AC.

Stator

C’est la partie fixe du moteur accueillant le bobinage pour générer le champ magnétique grâce au courant électrique.

Rotor

Le rotor tourne grâce au champ magnétique, ce qui crée l’énergie mécanique qui fera tourner les roues.

Réducteur

La transmission correcte du mouvement vers les roues est la tâche du réducteur.

Moteur synchrone ou asynchrone

Il existe deux types de moteurs électriques : asynchrone et synchrone. La différence est liée au comportement du rotor.

Asynchrone - Dans le moteur asynchrone, aussi appelé à induction, le stator génère un champ magnétique tournant. Le rotor essaie alors de le rattraper. C’est ce « retard » de rotation, appelé glissement, qui est à l’origine de son caractère asynchrone. Dans ce type de moteur, on trouve les « cages d’écureuil ». Ce sont deux anneaux liés par des conducteurs pour former un cylindre jouant le rôle du rotor. Il n’y a pas d’aimant dans un moteur asynchrone.

Synchrone - Dans le moteur synchrone, le rotor ne subit pas le champ magnétique. Il y participe, car c’est soit un aimant (terres rares), soit un électroaimant (bobine de cuivre alimentée en courant continu). Un moteur synchrone sans aimant est aussi appelé « à excitation indépendante ». Dans un moteur synchrone, le rotor tourne à une vitesse directement proportionnelle à la fréquence du courant généré par le stator. Voilà pourquoi il est synchrone.

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Mode générateur

Le rotor du moteur électrique peut aussi générer de l’électricité. Lorsqu’il est entraîné mécaniquement par les roues, au lâcher de pédale, un courant électrique est induit sur le stator. Il est alors possible de le récupérer.

Marche arrière

Pour rouler en marche arrière, il suffit d’inverser le sens du courant électrique.