Pourquoi les voitures électriques gagnent-elles des courses d’accélération mais perdent à toute vitesse ?

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Vous attendez à un feu rouge. La locomotive diesel à côté de moi fait hurler son moteur vers la ligne rouge. Je ris. Vous êtes assis dans une Tesla Model S. Le feu passe au vert. Appuyez sur la pédale. Alors que vous disparaissez à l’horizon, le chauffeur du camion essence regarde dans le rétroviseur. C’est une métaphore classique. Mais cela met en lumière la véritable vérité mécanique. Au début, les voitures électriques étaient monnaie courante. Ils ne contrôlent peut-être pas le dernier kilomètre.

La différence n’est pas magique. C’est de la physique. C’est dans le système d’exploitation.

快和快的区别

赛车迷知道其中的区别。 快是指加速。 这是从静止状态到特定速度(例如 0 à 60 英里/小时)的时间。 快是指最高速度。 这是汽车在直道上可以维持的最大速度。

电动汽车更快。 他们尚未证明自己在长距离上速度更快。

考虑一下发射。 电动机立即提供最大扭矩。 扭矩是旋转力。 动汽车前进的动力。 燃气发动机需要时间来建立压力。 它需要加速。 它需要换档。

电动汽车中没有传统的变速器。 电机直接连接到车轮。 电力传输是即时的。 没有滞后。 没有变速。 加速是线性且残酷的。

燃气汽车具有更复杂的动力系统。 发动机将动力发送至变速器。 变速箱换档以使发动机保持在其功率范围内。 它会产生加速度差距。 还有能量损失。 燃气发动机大约 15% 的功率被浪费在传动系统部件上。 这称为传动系统损失。

Gagnez un sprint avec une efficacité de 0 à 60

La puissance peut être trompeuse. Les voitures à essence et électriques peuvent avoir la même puissance. L’utilisation des voitures électriques augmente. Pourquoi? Moins de pièces mobiles. Réduit les frottements. C’est plus efficace.

Cette efficacité signifie une rapidité hors ligne.

Prenons comme exemple la Tesla Model S P100D 2017 avec le mode Ludicrous mis à jour. Tesla n’a pas publié de chiffres officiels de puissance. Chez Road & Track, nous testons nos vélos sur un banc d’essai. Au sol, sa puissance était de 588 chevaux. Cette puissance est inférieure à la puissance du moteur pour des raisons d’efficacité, mais elle est importante pour l’accélération.

Motor Trend a testé la même voiture. Le temps de 0 à 60 était de 2,275 secondes. À l’époque, c’était la voiture de série la plus rapide jamais testée. L’accélération est difficile. La gravité est très forte.

Mais voici le problème. Si Tesla rivalise avec les Ferrari LaFerrari, Porsche 918 et McLaren P1, la supercar finira par rattraper son retard. Ces hybrides à essence ont des vitesses de pointe plus élevées. Excellentes performances aérodynamiques à haute vitesse. Leurs moteurs peuvent supporter une puissance supérieure à 150 miles par heure. Les moteurs de Tesla sont poussés dans leurs retranchements. Ceci ne s’applique pas aux voitures à essence.

Une époque où le gaz naturel était encore courant

Si vous ne pouvez pas vous permettre une supercar, pensez à la Dodge Challenger SRT Hellcat. C’est une muscle car. C’est trop bruyant. C’est inefficace. C’est rapide dans un autre sens.

Le Hellcat est équipé d’un moteur V8 suralimenté de 6,2 litres. Il produit 840 chevaux. 0-60 en 3,4 secondes. C’est plus lent qu’une Tesla. Cependant, sa vitesse de pointe est de 303 mph. La Tesla P100D a une pointe plus basse. Il ne peut pas maintenir cette vitesse longtemps sans surchauffer ou atteindre les limites électroniques.

Les moteurs à gaz ont une large plage de puissance. Il peut tourner à grande vitesse. Ils peuvent maintenir la vitesse. Les moteurs électriques ont un excellent couple instantané. Nous n’avons pas encore atteint une endurance durable à grande vitesse dans un package de cette taille.

Les voitures électriques gagnent les courses de dragsters. Cela bat la lumière. J’ai gagné les 200 premiers yards. Mais les voitures à essence, avec leurs boîtes de vitesses compliquées et leurs moteurs rugissants, conservent toujours la couronne de la vitesse pure et soutenue. La conversation n’est pas encore terminée. Changez simplement de voie.

L’accélération est actuellement le domaine où les véhicules électriques (VE) dominent. Atteindre soixante milles à l’heure ne prend que quelques secondes. Mais le maintien de ces performances à des vitesses élevées révèle un défaut fondamental des boîtes de vitesses actuelles à une seule vitesse sur lesquelles s’appuient la plupart des véhicules électriques. L’industrie prend conscience du fait que le couple de lancement brut n’est pas suffisant.

Les ingénieurs explorent désormais les transmissions de véhicules électriques à plusieurs vitesses.

Pourquoi les véhicules électriques ont besoin d’équipements

L’absence de transmission traditionnelle maintient les vitesses de pointe artificiellement basses. Un réducteur à vitesse unique fait des merveilles pour le couple à bas régime, mais a du mal à être efficace à vitesse d’autoroute. Le moteur doit tourner incroyablement vite pour suivre le rythme, ce qui décharge la batterie et limite la vitesse de pointe.

Une transmission dédiée fait office d’intermédiaire. Il gère la fourniture d’énergie et protège l’autonomie de la batterie. Le but est simple. Laissez la voiture rouler vite pendant de longues périodes sans gaspiller d’énergie. Il devrait être tout aussi performant à 100 mph qu’à 20 mph.

L’autonomie de la batterie est le Saint Graal. La plupart des véhicules électriques atteignent entre 250 et 310 miles. Une boîte de vitesses avancée pourrait étendre cette autonomie. Cela maintient le système simple. Il n’intervient que lorsque cela est nécessaire pour optimiser l’efficacité à haute vitesse.

L’arme secrète de Tesla ?

Des rumeurs circulent selon lesquelles Tesla développerait une nouvelle transmission électrique. La preuve ? Le temps prévu de 1,9 seconde de zéro à 60 pour la prochaine Tesla Roadster. Ce type d’accélération suggère un groupe motopropulseur plus complexe que la configuration actuelle à une seule vitesse.

En attendant, la Model S Plaid tient la ligne avec son sprint de 2,3 secondes. C’est rapide. Mais ce n’est pas efficace à grande vitesse.

Le mythe de la courbe de couple

Voici la vérification de la réalité technique. Un moteur électrique produit le même couple quelle que soit la vitesse. Les moteurs à gaz ont une courbe de couple. Ils ont atteint une bande de puissance maximale.

La plupart du temps, un véhicule électrique n’utilise pas tout son couple disponible. Ce n’est pas une limitation de la batterie, mais de l’engrenage. Tout comme une voiture à essence ne peut pas utiliser toute la puissance pour laquelle elle est prévue, un véhicule électrique ne peut pas utiliser tout son potentiel de couple sans l’aide mécanique appropriée.

Combustion interne vs électrique : la panne

Le débat entre le gaz et l’électricité passe souvent à côté de la nuance des cas d’utilisation.

Les voitures électriques sont-elles meilleures que les voitures à essence ?
En termes de durabilité, oui. Mais les voitures à essence détiennent toujours l’avantage en termes de puissance brute et d’autonomie totale.

Qu’est-ce qui est meilleur pour l’environnement ?
Les véhicules électriques produisent moins d’émissions d’échappement. Les moteurs à gaz rejettent de la fumée et du dioxyde de carbone. L’impact environnemental des véhicules électriques est positif, à condition que le réseau ne soit pas entièrement alimenté au charbon.

Quels sont les compromis ?
Les véhicules électriques offrent des coûts d’exploitation inférieurs et zéro émission locale. Il leur manque les performances à haute vitesse et la flexibilité d’autonomie des moteurs à combustion interne traditionnels.

Pourquoi s’en tenir à l’essence ?
Les voitures à essence fonctionnent mieux à des vitesses élevées et soutenues. Les moteurs sont mécaniquement plus simples à fabriquer et à entretenir dans certains contextes. Ils ne nécessitent pas d’infrastructure de recharge.

Un véhicule électrique est-il rentable ?
Oui. Au fil du temps, la baisse des coûts d’électricité et d’entretien rend les véhicules électriques moins chers à l’achat. Le prix initial est souvent plus élevé, mais les économies à long terme s’accumulent.