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[Niko]

Pourquoi n'y a-t-il pas de boîte de vitesse sur une voiture électrique?

[Topolino]

Parce que contrairement à un moteur thermique, le couple est pratiquement constant sur une plage de régime très étendue.
Courbe de couple d'un moteur thermique:

[Seb]

Sur un véhicule classique, la boite de vitesse sert à adapter le régime optimal (en gros, de 2000 à 4000 tr/min pour simplifier) à la plage de vitesse du véhicule (0-180 km/h par exemple).

Sur un moteur électrique, le couple est quasiment constant de 0 à plus de 10.000 tr/min pour une vitesse de 0 à 135 km/h (en général), ce qui fait qu'on peut économiser une boite de vitesse. Et un embrayage au passage.

à noter que certaines voitures sportives électriques ont une boite à 2 rapports (Fisker Karma si je ne me trompe pas) pour cause de vitesse maxi plus élevée.

[Niko]

Ok avec ça. Mais un véhicule électrique comme un véhicule thermique doit quand même moins consommer à bas régime?
Le coût d'un embrayage est-il la seule raison?

[Seb]

Non, c'est une raison technique.

Un moteur thermique développe son rendement maximal vers 2000 tr/min (exemple diesel), et il se dégrade à haut et bas régimes, ainsi qu'à faible charge.

Le moteur électrique lui, a un rendement élevé (> 90%) sur tout sa plage de régime. Et surtout, il est capable de délivrer du couple à 0 tr/min, ce qui permet de démarrer, là où un moteur thermique ne fonctionne pas en dessous de 750 tr/min (ralenti) et où il faut donc un embrayage pour faire le lien avec les roues qui sont à l'arrêt au moment du démarrage.

De plus, le fait d'économiser ces éléments est aussi bon pour la fiabilité : c'est toujours ça de moins à entretenir. Et c'est du poids de gagné aussi.

[Niko]

Mais l'autonomie ne pourrait pas augmenter en ajoutant un 2ème rapport?

[Seb]

Non parce que le rendement est quasiment le meme sur toute la plage en électrique.

Contrairement à des idées reçues, en moteur thermique, ce qui fait qu'on consomme plus à haute vitesse n'est pas le régime moteur en lui-même, mais son rendement moins bon.

[Olf]

Qu'est ce qu'une boite de vitesse ?
Un organe permettant de changer le rapport de réduction entre le moteur et la roue. Si le moteur tourne à une vitesse w et que ta boite pocède les rapports de réduction r1, r2, ... alors la roue tournera à w*r1 au premier rapport, w*r2 au deuxième...
Dans le même temps, le couple (assimilable à un effort) fourni par le moteur est lui divisé par le rapport de réduction. Ainsi, si ton moteur fourni un couple c lorsqu'il tourne à la vitesse w, alors ta roue recevra le couple c/r1 au premier rapport, c/r2 au deuxième...
La puissance (énergie instantannée) nécessaire pour faire avancer le véhicule, et consommée par exemple en frottement aérodynamique, s'exprime comme le produit du couple par la vitesse. Quelque soit le rapport, la puissance transmise est ici de c*w.

La boite de vitesses n'est là que pour palier aux faiblesses du moteur thermique :
- Plage de vitesses restreinte
- Plage de fonctionnement à haut rendement et à forte puissance restreintes et disjointes
Il faut donc faire varier le rapport de réduction pour pouvoir aller à 10 kmph comme à 130 kmph, et positionner ces rapports de façon à trouver un bon compromis entre consomation (en privilégiant les points de fonctionnement à haut rendement) et performance (en privilégiant les points de fonctionnement à puissance maxi)

Les moteurs électriques, comme dit précédemment, n'ont pas ces points faibles, la boite de vitesses est donc inutile. Pour une vitesse et un couple de sortie demandé identique (et donc une puissance de sortie identique), si les rendements sont proches, alors la puissance demandée à la batterie est proche (la puissance n'est pas modifiée par l'étage de réduction). Il est donc équivalent de faire tourner le moteur à w rpm avec en sortie un rapport r, que de faire tourner le moteur à w/2 avec un rapport de réduction de 2r.

[Niko]

Merci les gars pour toutes ces infos, c'est beaucoup plus clair dans ma tête

[Seb]

Je t'en prie