Les voitures électriques ont le vent en poupe et sont en train de révolutionner nos modes de déplacement. Parmi elles, Tesla se démarque particulièrement avec des ventes dépassant celles des voitures thermiques célèbres comme la Clio. Alors, qu’est-ce qui rend les moteurs Tesla si uniques et innovants ? Dans cet article, nous allons découvrir le fonctionnement fascinant de ces moteurs électriques.
Les différents types de moteurs électriques
Avant de plonger dans le fonctionnement des moteurs Tesla, il est important de comprendre qu’il existe deux types de moteurs électriques, chacun avec un fonctionnement différent.
Les moteurs synchrones et asynchrones
Les voitures électriques, sauf Tesla, fonctionnent généralement avec des moteurs synchrones à aimant permanent. Tesla utilise également ce type de moteur pour certaines de ses versions non estampillées “Dual motor”. Cependant, les modèles “Dual motor” de Tesla, qui possèdent les deux types de moteurs, ont un moteur synchrone à l’arrière et un moteur asynchrone à l’avant.
Le fonctionnement du moteur asynchrone
Le moteur asynchrone, également appelé moteur à induction, est un chef-d’œuvre d’ingénierie. Contrairement aux moteurs synchrones, il ne nécessite pas d’aimants permanents, ce qui présente de nombreux avantages. Voyons comment fonctionne ce type de moteur électrique.
Le principe de rotation du moteur à induction repose sur l’alignement d’un rotor, destiné à tourner, avec un stator fixe parcouru par des bobines. Ces bobines, réparties en quatre bornes, se transforment en électroaimants lorsqu’elles sont alimentées en courant électrique. Le rotor, souvent appelé “cage de hamster”, est constitué de deux plaques reliées par des barres, généralement en aluminium ou en cuivre chez Tesla. Ce rotor plus simple à produire qu’un aimant permanent offre un avantage certain.
Le fonctionnement du moteur asynchrone repose sur un champ magnétique tournant créé par une tension alternative envoyée sur les quatre bornes du stator. En modulant la fréquence de la tension électrique, le moteur peut ajuster la vitesse de rotation du champ magnétique. Ce moteur asynchrone est plus performant lorsque le couple demandé est faible, ce qui en fait un choix idéal pour optimiser l’autonomie des voitures électriques.
Le fonctionnement du moteur à aimant permanent
Le moteur à aimant permanent, également appelé moteur à réluctance, n’est pas exclusif à Tesla, mais présente des avantages que la marque californienne met à profit sur la route.
Si l’on examine le stator de ce moteur, on constate qu’il ressemble beaucoup à celui du moteur asynchrone. La différence réside principalement dans le comportement du rotor, qui est très différent de celui du précédent.
Le rotor du moteur à réluctance est constitué d’un matériau conducteur, d’un seul tenant, avec des encoches et des dents métalliques. Placé dans le champ magnétique du stator, il l’absorbe et le conduit totalement. Les encoches créent des vides magnétiques que le rotor cherche à combler en tournant pour mettre en phase les dents avec les zones de plus forte densité magnétique.
Ce système est jugé assez lourd et affiche des rendements moyens, mais Tesla a su pallier ce problème en ajoutant des aimants permanents spéciaux à ses moteurs à réluctance. Cette combinaison permet d’augmenter le rendement du moteur, son couple et sa linéarité, ce qui explique pourquoi on parle de moteur “synchrone”. Grâce à ce système ingénieux, Tesla parvient à surpasser les moteurs synchrones utilisés par d’autres constructeurs.
Le fonctionnement des moteurs électriques Tesla
Maintenant que nous avons compris le fonctionnement général des moteurs électriques, nous pouvons enfin explorer pourquoi les moteurs Tesla sont les meilleurs du marché. Leur rendement écrase littéralement la concurrence. Voici pourquoi.
Le Dual Motor Tesla
La plupart des modèles Tesla actuels sont équipés de moteurs “Dual motor”, à l’exception de certaines Model 3. Cette innovation décisive de Tesla consiste à intégrer deux types de moteurs dans leurs voitures : un moteur synchrone à l’arrière et un moteur asynchrone à l’avant.
Le rendement exceptionnel des moteurs Tesla “Dual Motor” réside dans leur capacité à optimiser la distribution de puissance en temps réel en fonction de la route et du comportement du conducteur. Cela permet d’obtenir à la fois une autonomie accrue et une puissance d’accélération bluffante.
Le freinage régénératif
Les voitures électriques Tesla sont équipées d’un système de freinage régénératif, qui permet de récupérer l’énergie cinétique générée lorsque le véhicule est en mouvement et de la transformer en électricité utilisable immédiatement pour améliorer l’autonomie de la voiture. Ce système permet d’augmenter jusqu’à 25% l’autonomie effective, en fonction du modèle et du style de conduite.
Le système de refroidissement ingénieux de Tesla
Les moteurs électriques génèrent de la chaleur, c’est pourquoi ils sont équipés de dispositifs de dissipation thermique pour maintenir une température optimale. Les moteurs Tesla se distinguent par leur système de refroidissement liquide innovant. Le liquide de refroidissement est directement en contact avec les pièces en aluminium, ce qui améliore considérablement l’efficacité du système de refroidissement.
Tesla a également mis en place des contre-mesures novatrices pour éviter la surchauffe des moteurs synchrones. En partageant les aimants en plusieurs parties et en les disposant en retrait, Tesla minimise les courants de Foucault et optimise le fonctionnement du moteur.
Conclusion
Vous avez maintenant une meilleure compréhension du fonctionnement des moteurs des voitures électriques Tesla. Leur conception innovante et leur optimisation des performances en font les moteurs les plus performants du marché. Toutefois, il est essentiel de prendre en compte les défis liés aux terres rares, notamment pour la fabrication des aimants permanents. Malgré ces défis, Tesla continue de repousser les limites de l’industrie automobile électrique et de nous émerveiller avec ses avancées technologiques.
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