Autonomie d'un Véhicule Electrique

Diagramme de la résistance aérodynamique et de roulement, avec les paramètres de la Prius II

Je n'ai pas compris l'unité que tu as utilisé pour la résistance au roulement (kgf).
Peux-tu expliquer également comment tu as obtenu cette résistance ?

le kgf , c'est le kilogramme-force, le kilo au peson, pas normalisé MKSA, mais plus sympa que le Newton (1 kgf = 9.81 N).

Quant à la formule, il s'agit de l'addition d'un effort de frottement constant (qu'il faut exercer pour faire bouger le véhicule), d'un pourcentage de la vitesse correspondant approximativement à la résistance de roulement des pneus (il y aussi une formule beaucoup plus alambiquée qui fait inervenir un tas de paramètres comme la pression, la chaussée, etc ..., mais celle-ci suffit pour ce diagramme), et d'un pourcentage du carré de la vitesse pour la trainée aérodynamique (le 1/2 de ro x Cx x S x V²)

soit ici F = 100 + 0.25 V + 0.39 V²

c'est ce type de paramètrage que les labos utilisent pour calibrer leur banc d'éssais.

Je l'ai mise dans cette discussion pour introduire les diagrammes suivants :
... en réponse en particulier au message 31 de DoubleHybride ...

... ce qui permet de se rendre compte des performances d'un véhicule électrique suivant la puissance de son moteur.

j'ai imaginé ici ce que donnerait la Prius en VE dans les 3 cas, avec des chiffres arrondis :
25 kW : la puissance de sa batterie actuelle
50 kW : la puissance de son moteur actuel MG2 avec une batterie deux fois plus grosse.
100 kW : le double, qui s'approche des 111 kW de la Volt (voilà où je voulais en venir !)

ps1: la Volt est sans doute plus lourde et moins aérodynamique que la Prius

ps2: J'ai effectué les calculs avec la démultiplication et la dimension des roues de la Prius.
L'efficacité au démarrage pour un autre véhiule dépend naturellement de ces paramètres.

ainsi que l'énergie dépensée à vitesse constante, et l'autonomie correspondante pour une batterie de la capacité de celle de la Volt :

Voila la démonstration scientifique de la fable "Le lièvre et de la tortue" de Jean de la Fontaine. Qui lu cru à l'époque de Jean de la Fontaine que cela serait particulièrement applicable aux VE.

Sans recharge intermédiaire on voit que l'on fait 100 km à 80 km/h et seulment 50 km à 120 km/h

Là ou cela devient particulièrement percutant c'est de faire un calcul integrant les temps de recharge pour aller le plus rapidement possible d'un point A à un point B séparés par une distance supérieure à l'autonomie de la batterie.

Celui qui arrivera le premier sera celui qui aura un petit moteur car il sera plus léger (moteur, batterie, chassis, cablage) et comme il doit de toutes les facons rouler doucement. Alors "exit" les 111Kwatt de la Volt c'est mon conseil.

[HS]Exercice: Mik&Toy devrait préparer un petit programme pour déduire automatique la vitesse à appliquer pour aller le plus rapidement possible entre Clermont Ferrand et Valence à bord d'un VE aux caracteristiques "Magique" :
Batterie 16 kWh 90% DOD rechargeable en mode semi-rapide en 2 heures et consommant en gros 110 wh au km à 75 km/h.
Il pourrait en déduire les points de recharge rapide pour construire sa mission il est probable que chaque section du parcours soit basée sur des parametres différents tenant compte de la variation d'altitude
[/HS]
Voila le genre de calculateur que devra intégrer un bon VE EREV pour assister l'utilisateur.

Comme tu y vas, DoubleHybride, yapuka ! Je vais voir ce qu'on peut faire.

ps1: En première approche, avec une simulation de deux cols successifs, il semblerait qu'il ait deux options au point de vue temps d'un parcours minimum, indépendamment de la vitesse, un risqué qui consiste à recharger le plus vite posible dans la première montée de façon à viser le zéro à l'arrivée (mais il faut nécéssairement avoir déjà fait le parcours une fois vu qu'on arrive au ras des paquerettes en haut du deuxième col) , et un plus sécurisé, mais nettement plus long, qui consiste à recharger vers la fin de la première descente, au moment où la pente devient trop faible pour la récupération, et où la quantité à recharger n'est pas trop importante.

ps2: j'essaie également de récupérer le profil exact du parcours que tu proposes.

ps3: je vais déplacer cette discussion quelque part ailleurs, vu qu'on séloigne un peu de la Volt.

A la SNCF ils ont ou ils avaient, un programme qui permet de calculer la consommation électrique des trains en fonction du trajet et de la vitesse.
Le but était de faire optimiser la consommation tout en arrivant à l'heure, donc durée du trajet imposé.
Le résultat était assez spectaculaire, mais les trains ne récupèrent pas l'énergie de freinage.

Pour le TGV en tous cas (probablement les autres aussi) il récupère bien l'énergie électrique lors des décélérations et freinages. C'est directement injecté dans le réseau électrique.

Diagramme

Arrêtez-vous si je dis une bêtise, mais j'ai du mal à accepter le diagramme "distance/vitesse" repris plus haut: à le lire, on pourrait rouler près de 200km à 40 km/h!
Lorsque j'en fais 2 à 30km/h je suis tout content!

J'ai raté une étape?😱

à vot'service

On t'arrête tout de suite : c'est pour une batterie de 16 kWh à mi-décharge. Celle de la Prius fait 1,3 kWh, a une amplitude de décharge de 40% mais le thermique se déclenche bien avant d'avoir parcouru toute la fenêtre de décharge.

Nouveau record de 555,6 km en électrique.

Une daihatsu modifiée, équipée d'un moteur de 14kW a réalisé cette distance en roulant à la moyenne de 42,7 km/h (c'est au japon).
Modifiée elle l'a été, puisque l'assistance de la direction a été retirée ainsi que la clim.
391 kg d'accus quand même qui fournissent 74 kWh, ce qui est vraiment beaucoup.
Comme la tesla elle utilise plein de petits accus : 8320 !!

Plug-in ou batterie échange standard

Juste une hypothèse:

En France je ne crois pas que le plug-in (branchement à une prise 220V classique) pour le chargement des batteries intéresse l'état français et les constructeurs. Car difficile à taxer, à moins de créer des prises spécifiques de distributions avec paiement par carte sur le domaine public.

Qu'en est il des taxes et des bénéfices?

Le plus simple pour prendre de la monnaie est de fabriquer une batterie interchangeable avec une autonomie limitée mais raisonnable, laquelle serait taxé par l'état + bénéfice constructeur + bénéfice distributeur et qui pourrait créer peut être un peu de main d'oeuvre. Le pétrole se raréfiant dans l'avenir, il faut penser au remplacement des taxes de ce liquide précieux qui rapporte et qui va devenir rare. Car ça c'est important!

Au final bénéfice pour eux et pour nous toujours pareil les taxes. C'est de la réalité et pas du rêve ou de la fiction hélas.

Quand il ne sera plus possible de taxer le carburant parce qu'un nombre significatif de véhicules "carbureront" à l'électricité, il suffira d'installer un bête compteur électrique sur la batterie comme celui qui équipe nos logements.

C'est moins compliqué qu'une batterie amovible.

On peut aussi imaginer une facturation au kilomètre couplée sur le compteur avec une sécurité supplémentaire par GPS pour décourager les bricoleurs.

Lorsqu'il s'agit de récupérer des sous, ce ne sont pas les solutions qui manquent.

Le sujet de la taxation spécifique de l'électricité pour la traction a été évoqué sur ce forum.
Il me semble me souvenir que c'était déjà prêt via une prise de courant particulière.
La baisse de consommation en essence pour les hybrides rechargeables est de toutes façons négigeable.
Au pire, un petit coup de pouce aux taxes existantes sera indolore, il n'y a qu'à voir la hausse du carburant ce mois-ci, elle n'émeut pas grand monde. Et l'électricité doit augmenter de 20 % donc les taxes qui vont avec.
Du moins en France.

Un article intéressant (je laisse les spécialistes juger de sa pertinence) sur une éventuelle batterie révolutionnaire Toyota

http://voituredufutur.blogspot.com/2009/12/toyota-va-t-il-sortir-une-batterie.html

1600 km ... ça fait rêver
Tout devient possible en pur VE avec des autonomies pareilles !

De la recherche à l'application, il y a un pas,...et quelques longues années.
Que Toyota laisse filter quelques infos sur des recherches au moment ou Nissan Renault présente son programme électrique n'est pas innocent...

Mira Ev : plus de 1000km

Elle vient d'exploser, que dis-je, de désintégrer son précédent record de distance qui était quand même de plus de 550km.

Là c'est plus de 1000km sur une recharge !!!!!!

C'est dans le cadre d'un record: 40 km/h de vitesse moyenne, 27 heures de conduite avec 17 conducteurs. Du covoiturage !.
Tout ça avec 8320 accus des 18650 : diametre 18mm et 65mm de long. Un travail de patience à assembler. 240v et presque 300Ah !!



Comment ont-ils réussi à plus que doubler l'autonomie ??

Parce qu'avec une hypothèse de seulement 80 Wh/km (hypothèse non vérifiée ,mais c'est une petite voiture sans douté allégée au maximum, optimisée de partout) il faut quand même 80kWh utiles. Comme c'est un record on peut supposer qu'ils ont utilisé 100% de la capacité embarquée: température au top, électronique qui va puiser toute la charge jusqu'à la fin, accus sélectionnés (rodés ?)
Avec de très bons accus au lithium ion on a 220 Wh/kg soit 364 kg d'accus. C'est possible !

Ajout: ici on parle 74 kWh

74 kWh c'est équivalent à 8,2 litres d'essence. Avec un rendement pour transformer cette essence en électricité de 33% (genre Prius) cela correspond à environ 25 litres de carburant (ou 18-19 kg)

En prix public à 9$ chaque élément d'accu on arriverait à en gros 74 000 $

En volume avec par exemple 565 Wh/l cela fait 131 litres BRUTS.

planétaire à dit:

Elle vient d'exploser, que dis-je, de désintégrer son précédent record de distance qui était quand même de plus de 550km.
...

Cliquez pour agrandir...

Mais dans des conditions de circuit très éloignées de toute utilisation réelle d'une automobile ...
Ce beau record est donc peu représentatif de la liberté gagnée par le déplacement individuel électrique.

Tout à fait d'accord. A la fois à cause de la route qui devait être du velours, de la masse d'accus et de l'absence de trafic gênant sur ce circuit.
Et car il semble que ce soit avec les mêmes accus sanyo que pour le précédent record de 555km sur route au japon, et donc lui aussi éloigné de ce qui se passe ici.
On parle bien de record, et c'était pareil pour le roadster Tesla qui avait roulé en Australie, dans une région où on est tranquille sur route, je pense.


Mais les accus lithium continuent d'évoluer.

Depuis il y a encore plus d'énergie embarquée: les accus panasonic de 3,1 Ah qui sont à 245 Wh/kg soit 300 kg pour la même autonomie ou un probable +30% en gardant les 392 kg indiqués dans le record précédent. Déchargeables à 2C soit pour cette Daihatsu de 47kWh un maxi de 390 Ampères sous 240v, cad une puissance moteur folle maxi de 94 kW.

A titre de comparaison les accus de Prius 2 Nimh font 6,5Ah, 7v2 1Kg soit 47 Wh/kg. Ce sont par contre des accus de forte puissance. De l'ordre de 100A en décharge continue Soit 15C (J'ai mesuré plus de 150A en impulsionnel). C'est leur rôle.
Les Thundersky lifepo4 du kit Enginer sont vers 80 Wh/Kg
On peut trouver des accus lithium lifepo4 jusqu'à 140 Wh/kg

La Prius 3 plug-in a aussi des accus lithium-Ion mais seulement 5-6 kWh embarqués pour un poids avec toute l'électronique et boitiers de 150 kg !!!
Si sur ces 150kg 100kg étaient utilisés avec ce type d'accu il y aurait arrondi 25kWh embarqués et la limite en décharge serait de 140A ce qui est correct.(Maxi 48 kW)
Autonomie 25000*80%/150Wh/km=130km. C'est bien plus que les 20km annoncés.
(150 Wh/km c'est le double de conso au km de cette Daihatsu Mira)

Donc record, mais à choisir, personnellement je préfère ceux-là s'ils aident à mettre en fabrication des VE à autonomie suffisante car c'est le problème principal des VE, plutôt que des records de vitesse dans un quelconque rallye au milieu d'un désert qui sont censés aider à vendre des trucs pour quelques nerveux du pied droit. On ne nous annonce que 160km, et encore l'été, pour les prochains VE de marque française.

A+

autonomie

quand on voit le progrès réalisé sur l'autonomie des ordinateurs portables en quelques années (2 heures il y a 5/6 ans , 12 h maintenant....), on peut être optimiste sur l'évolution des batteries pou V.E.. Ce progrès est dû à la fois à l'amélioration des performances des batteries, et également à celui des softs qui permettent une meilleure gestion de la demande de puissance .

et aussi à la baisse de la consommation des différents composants...

L'autonomie a bcp progressee grace aux nouveaux processeurs moins gourmands et a une gestion de ressource plus fine non? Voire meme a l'utilisation de batterie plus grosse ( mais plus lourde) vue que l'electronique interne prend moins de place. En terme de batterie j'ai pas l'impression de vrai progres massique.

Cool, Planétaire, tu t'enthousiasmes et j'ai du mal à suivre.😱

1 Quand tu parles de 'cette Nissan' tu parles bien de la voiture du record ? (la Mira n'est pas une Nissan mais une Daihatsu, groupe Toyota).

2 Avec 25 litres en 'pulse& glide' une Prius à 40 Km.h doit faire pas loin de 1000 Km, non ? La supériorité de l'électrique, c'est qu'il n'y a pas le mauvais rendement de la conversion en électricité.

3 C'est quoi une décharge à 2C ou 15 C ?

Merci.

1) Tu as raison c'est une daihatsu. Je vais corriger le message.

2) Oui une Prius sur les routes japonnaises fait 2700 km avec un plein (59L)
Cela fait une conso de 2,2 L/100 soit 20 kWh d'énergie brute aux 100km.
De l'ordre du tiers restitué en mécanique soit 66Wh/km. Le rendement maxi du thermique est de 36% et il y a quelques pertes lors de la réduction vers les roues.
Donc il n'y a pas de supériorité au niveau rendement de l'électrique, même là avec une voiture plus petite qui a consommé 74 Wh/km et sur circuit.
Sauf à tricher intellectuellement comme certains en ne comptant que le rendement de la prise de courant à la roue. C'est comme si on calculait le rendement d'une Prius en Ev de la batterie à la roue en retirant juste les pertes de recharge et du chargeur.
L'électricité il faut la produire quelque part, cela n'existe pas à l'état naturel (enfin sous forme exploitable, pas à la Franklin...)

3) Les C c'est tout simplement une manière d'indiquer quelle intensité sort d'un accu. Par exemple les accus de Prius font 6,5Ah avec 1C on consomme 6,5A. Avec 15C on consomme 15*6,5=97,5A.
En 1C cela durera moins d'une heure, il y a des pertes et on ne peut vider à fond, il n'y a plus assez de tension à la fin.

A+

C'est pour quoi la Tesla a écrasé tout le monde cette année au RMCVEA et je ne vois pas comment on pourra la battre à partir du moment où elle fait toute la distance de l'étape (je me demande comment) sans se prendre des pénalités routières (je me redemande comment puisqu'ils se trainaient à moins de 50km/h).