La transition du moteur à combustion interne (ICE) au groupe motopropulseur électrique représente une refonte fondamentale de l’automobile. Cette évolution s'étend au-delà de la transmission jusqu'aux composants auxiliaires, dont le compresseur d'air du véhicule. Ce composant est essentiel pour la climatisation de l'habitacle et d'autres fonctions pneumatiques. Les paradigmes opérationnels des véhicules électriques et des véhicules ICE nécessitent des différences significatives dans la conception, le fonctionnement et l'intégration du compresseur d'air du véhicule.

Divergence fonctionnelle de base

À la base, la fonction d'un compresseur d'air de véhicule (compresser le réfrigérant ou l'air) reste cohérente. Cependant, son rôle au sein des systèmes plus larges du véhicule diverge considérablement en fonction du type de groupe motopropulseur.

Source d'alimentation et mécanisme d'entraînement

• Compresseur d'air pour véhicule ICE :

  • Entraînement mécanique : le compresseur est physiquement boulonné au moteur et entraîné par une courroie serpentine. Son fonctionnement est directement couplé au régime moteur.

  • Dépendance du moteur : l'embrayage du compresseur s'engage et se désengage à la demande, mais lorsqu'il est actif, sa vitesse de rotation et sa consommation de puissance sont proportionnelles au régime du moteur. Cela peut entraîner des inefficacités, en particulier au ralenti ou à basse vitesse.

• Compresseur d'air pour véhicule EV :

  • Entraînement électrique : le compresseur est un composant indépendant à haute tension alimenté directement par la batterie de traction du véhicule.

  • Indépendance du système : il fonctionne comme une unité autonome, avec son propre moteur électrique. Sa vitesse est contrôlée électroniquement, indépendamment de tout entraînement mécanique, permettant une modulation précise.

Impact sur l'efficacité et la consommation d'énergie

• Compresseur d'air pour véhicule ICE :

  • Cela contribue aux pertes parasites du moteur. Lorsqu'il est engagé, il exerce une charge mécanique directe sur le moteur, augmentant ainsi la consommation de carburant. Cette charge varie en fonction de la demande du compresseur et du régime moteur.

  • L'efficacité globale du système est inférieure en raison des pertes de conversion d'énergie (chimique -> thermique -> mécanique -> pneumatique/refroidissement).

• Compresseur d'air pour véhicule EV :

  • Sa consommation énergétique est directement tirée de la batterie, ce qui impacte directement l'autonomie du véhicule.

  • Le rendement est plus élevé dans la chaîne de conversion énergétique (chimique -> électrique -> mécanique -> pneumatique/refroidissement). De plus, sa capacité à fonctionner à des vitesses optimales quelle que soit la vitesse du véhicule réduit le gaspillage d’énergie.

Conception, intégration et systèmes de contrôle

• Compresseur d'air pour véhicule ICE :

  • Emballage : Conçu pour résister aux températures élevées sous le capot et aux vibrations du moteur. Son emplacement est limité par la nécessité d'un acheminement de courroie.

  • Contrôle : utilise généralement un système d'engagement d'embrayage cyclique pour maintenir la température de l'habitacle, ce qui peut entraîner des fluctuations de température.

• Compresseur d'air pour véhicule EV :

  • Emballage : peut être placé de manière plus flexible, souvent intégré à d'autres composants électroniques de puissance pour un refroidissement optimisé. Il est conçu pour un environnement acoustique plus silencieux.

  • Contrôle : Comprend un contrôle électronique sophistiqué. Beaucoup sont des compresseurs à vitesse variable ou de type scroll qui peuvent fonctionner en continu à des vitesses variables pour un contrôle plus précis de la température et un rendement plus élevé, en particulier dans les configurations de pompe à chaleur.

Gestion thermique et rôles supplémentaires

• Compresseur d'air pour véhicule ICE :

  • Son rôle principal est presque exclusivement celui du confort de l'habitacle (climatisation) et, dans certains cas, de la suspension pneumatique.

  • La chaleur perdue du moteur est souvent utilisée pour le chauffage de l’habitacle.

• Compresseur d'air pour véhicule EV :

  • Il s’agit d’un élément essentiel d’un système de gestion thermique plus vaste et plus complexe.

  • Au-delà du confort de l'habitacle, le compresseur d'air du véhicule dans un système de pompe à chaleur est essentiel pour transférer la chaleur afin de réchauffer efficacement l'habitacle, tout en économisant l'énergie de la batterie.

  • Dans certaines conceptions, il peut également contribuer au refroidissement de la batterie haute tension, ce qui en fait un élément essentiel à la fois aux performances et à la longévité.

Bruit, vibrations et dureté (NVH)

• Compresseur d'air pour véhicule ICE :

  • Son bruit de fonctionnement est souvent masqué par les bruits du moteur et de l’échappement. L'engagement de l'embrayage peut produire un clic perceptible et un changement dans la charge du moteur.

• Compresseur d'air pour véhicule EV :

  • Dans l’habitacle silencieux d’un véhicule électrique, le bruit du compresseur d’air du véhicule est plus perceptible. Par conséquent, d’importants efforts d’ingénierie sont consacrés à rendre son fonctionnement aussi silencieux que possible, ce qui conduit souvent à l’utilisation de conceptions à volutes plus silencieuses.

Le Compresseur d'air de véhicule dans un véhicule électrique n’est pas simplement une adaptation de son homologue ICE ; il s'agit d'un composant repensé qui reflète les exigences distinctes d'un groupe motopropulseur électrique. Le passage d'une unité à entraînement mécanique et dépendant du moteur à un module à entraînement électrique et à commande indépendante entraîne des différences fondamentales en termes d'efficacité, d'intégration, de contrôle et de rôle global au sein de l'architecture du véhicule. Comprendre ces distinctions est crucial pour apprécier les considérations techniques derrière la conception des véhicules électriques modernes.