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HA, Analyse et exploitation des données brutes

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Couple et Charge

Sur les données Prius2 utilisées par @priusfan, une analyse de la relation entre couple et charge: dans quelle mesure la charge correspond au rapport entre le couple actuel et le couple maximum possible à ce nombre de tours.

L'interrogation groupes sur le RPM, arrondis à 5 unités, et, pour réduire la rumeur, ne prennent en compte que les groupes avec au moins 500 échantillons.

On essaie de diviser le couple par la charge correspondante pour obtenir le théorique couple maximal.

Le moteur 1.5L 1NZ-FXE a 57kW@5000rpm et 115Nm@4200rpm.
SELECT
Round(ice_rpm/5.0)*5.0 as ICE_RPM,
115 as Max_115Nm_4200,
Round(avg(f.ICE_PWR/ice_rpm*9549)) as avg_torque,
Round(avg(f.ice_load)) as avg_load,
Round(avg(f.ICE_PWR/ice_rpm*9549)/avg(f.ice_load)*100) as max_avg_torque,
count(*) as nCases
FROM fastlog f
WHERE
f.ice_rpm>=950 AND
f.ICE_PWR>=2 AND
f.ICE_TEMP>=70 AND
Round(f.ICE_PWR)=(Select round(avg(f1.ICE_PWR)) from fastlog f1
Where f1.TIMESTAMP between (f.TIMESTAMP-1500) and (f.TIMESTAMP-1))
GROUP BY
Round(ice_rpm/5.0)*5.0
HAVING
Count(*)>=500
Cliquez pour agrandir...

mHOPGhV.png


Les résultats sont encourageants.
Une ligne d'interpolation du couple maximal théorique selon un polynôme du troisième degré a été calculée.
Peut-être qu'on pourrait tracer aussi des lignes iso-load... :razz:

Comme d'habitude, la feuille avec query, results et graph.
 
HA comme banc d'essai pour le moteur thermique

Grâce au fonctionnement raisonnable du couple et de la charge du moteur thermique à un certain nombre de tours, une estimation du graphique couple / puissance maximum peut être facilement extrait.
SQL adapté:
Code: 
SELECT		
	Round(ice_rpm/50.0)*50.0 as rpm,	
	Round(avg(f.ICE_PWR/ice_rpm*9549)/avg(f.ice_load)*100) as max_torque,	
	Round(avg(f.ICE_PWR)/avg(f.ice_load)*100,1) as max_pwr,	
	count(*) as nCases	
FROM fastlog f		
WHERE		
	f.ice_rpm>=1100 AND	
	f.ICE_PWR>=2 AND	
	f.ICE_TEMP>=70 AND	
	Round(f.ICE_PWR)=(Select round(avg(f1.ICE_PWR)) from fastlog f1	
		Where f1.TIMESTAMP between (f.TIMESTAMP-1500) and (f.TIMESTAMP-1))
GROUP BY		
	Round(ice_rpm/50.0)*50.0	
HAVING		
	Count(*)>=100
IccqeN3.png


Ici la feuille.
 
RX 450h

Ne prolongeons pas le suspense insoutenable... :grin:

Merci à priusfan de m'avoir initié aux graphes magiques tout-à-l'heure. :grin:

En étant un peu moins exigeant sur l’échantillonnage, on arrive à obtenir le graphe suivant qui montre toute la plage d'utilisation du 2GR-FXS, le V6 de 3.5L du RX4.
En terme de caractéristiques, il est donné pour 193kW@6000tr/min et à 335N.m@4600tr/min.

attachment.php


On aperçoit le sweet spot qui se situe autour de 2000tr/min et 200N.m de couple à une puissance proche de 40kW soit environ 55ch.
Il faudrait que je décortique les trajets, mais je ne serais pas étonné de voir que cela correspond à une conduite stabilisée sur autoroute à 130km/h.

Le graphe correspond à un usage d'environ 19kkm et comprend les traversées d'Allemagne.

Je rajoute que la densité du graphe montre clairement que la grande majorité d'échantillons se trouve dans une plage de 1000-2500tr/min et même un peu moins. C'est un gros moteur qui, même dans cette voiture à grand gabarit et poids, reste stoïque et ronronne paisiblement pour la plupart du temps. Les envolés du régime ne sont que ponctuels, en cas de fortes accélérations.
 

Pièces jointes

  • rx_artur.jpg
    rx_artur.jpg
    183.8 KB · Affichages: 100
Lexus RX 450h

Et voici les courbes de puissance et de couple.

attachment.php


Je ne suis pas entièrement satisfait de l'échantillonnage. Je manque de valeurs dans la plage 5000-6000tr/min. Il faut donc faire abstraction des détails et regarder l'allure générale de ces courbes.
 

Pièces jointes

  • rx_artur_power_torque.jpg
    rx_artur_power_torque.jpg
    186.2 KB · Affichages: 100
Merci @artur pour ces beaux graphes...


Il est possible d'obtenir un meilleur échantillonnage si on utilise un phone/tablet dédié à cet usage: parm/ loggingmode
cela permet de logger à chaque cycle
attention ce truc est réservé aux recherches et la db gonfle vite...
 
Je comprends, mais ce que je voulais dire c'est que le véhicule a finalement peu utilisé ces régimes-là.
Ça se comprend, avec ce moteur on n'a pas à appuyer fort et les régimes au-delà de 2500tr/min sont finalement que transitoires.
C'est encore plus rare au-delà de 4000tr/min.
La seule exception est le régime max de 6000tr/min qui peut être obtenu pendant un certain temps en appuyant à fond comme sur tout HSD/LHD.
 
@artur Si vraiment ça peut te faire plaisir, je te prête ma P2. Elle est plus souvent à haut régime que ton RX ! Mais ne t'imagine pas que tu la garderas... je ne voudrais pas te voir déprimer 🙂

Envoyé de mon SM-G950F en utilisant Tapatalk
 
La P2 comme les autres sont de bonnes voitures. Tout dépend de l'usage qu'on en a.

Et sur le point précis d’échantillonnage, je pense que c'est surtout lié au système HSD et pas particulièrement à un moteur en particulier.
Je ne conduis pas de P2 au quotidien, mais je ne suis pas du tout sûr qu'on aura forcément plein d'échantillons à disons 4500tr/min ou 3500tr/min.
Il s'agit probablement des régimes transitoires. On y passe, mais on y reste pas.
 
Rav4H MY 2017

La requête de @Laevus pour les courbes de Couple et Puissance
donne ça pour un Rav4H MY 2017.

courbes-couples.png
 
Il faudrait essayer de prolonger jusqu'au régime max à 6000tr/min.
 
Ben... Je n'ai pas regardé sur les Prius, mais sur les 2.5 et 3.5L le régime lax est de 6000tr/min.
C'est bas pour un moteur essence, mais là, ce sont des Atkinson. Je suppose que ça sert à rien de monter au-delà de 6000tr/min.
 
J'ai modifié un peu la requête pour être moins exigeant sur le nombre d'échantillons pour un régime donné. C'est moins précis, mais on arrive à sortir une courbe approximative.
 
Lorsque le nombre d'échantillons sur lesquels les moyennes sont calculées est réduit, des valeurs oscillantes seront obtenues, non compensées par l'effet statistique. Mais si vous n'avez pas assez de données ...

Je vous invite à ne pas prendre pour acquise l'interprétation du Load. Le fait qu'il fonctionne bien sur certains moteurs n'implique pas qu'il le fasse aussi dans des autres. Par example il ne le fait pas dans le 1.8 Gen4. Mes soupçons envers des valeurs trop optimistes ont été confirmés. À suivre.
 
L'ensemble de données dont je dispose, bien que suffisamment fourni (3 millions de lignes), fait référence à des puissances moyennes-faibles. Il n'est donc pas capable de couvrir toute la plage des régimes.

La Charge est assez meilleure que celle des moteurs Gen3. Valeurs moyennes fréquemment supérieures à 90%. Données suspectes: appliquées aux couples, elles génèrent des estimations de la Couple maximum qui restent bien en dessous des 142Nm@3600rpm des spécifications: à 3000 tr/min, il n’y a que ~120Nm.

GrV4F5L.png


ibGlflh.png
 
Prius PHV

J'ai acquis d'autres données de la Prius PHV, aussi à des vitesses plus élevées.
Les courbes estimées de couple et de puissance s'améliorent, même si les valeurs maximales sont toujours inférieures aux données déclarées.

dRGVFfq.png


nsR8XPU.png
 
Prius PHV - HV Battery

Reprenons avec quelques calculs sur la Prius PHV. Cette fois sur la batterie haute tension: estimation de la tension à vide (Open Circuit Voltage).
Code: 
SELECT		
 Round(soc) as SOC_r0,	
 Avg(HV_V) as V0_avg,
 0.000156234*power(Round(soc),3)-0.01800473*Power(Round(soc),2)+
  1.0412681*Round(soc) + 320.70459346 AS Voc,
 count(*) as nCases	
FROM Fastlog f		
WHERE		
 (Round(soc)  BETWEEN 10 and 90) and 
  HV_A between -0.1 and 0.1
GROUP BY		
 Round(soc)
GAky0yI.png
 
Prius PHV - HV Battery

La Tension à Vide dépend-elle aussi de la température, ainsi que du SOC? Il semblerait que non, du moins à des températures pas extrêmes.

En dessous de 15 °C​
1i4oIBc.png


Au-dessus de 25 °C​
xtBJX4G.png
 
Prius PHV - HV Battery

Matrice de tensions en cellules [5% Soc x 10A].

Code: 
SELECT		
   Round(soc/5)*5 as SOC_5,
   Round(HV_A/10)*10 as A_10,	
   Avg(SOC) as SOC_avg,
   Avg(HV_A) as A_avg,
   Avg(HV_V) as V_avg,
   ( 0.00015623407175*Power(Round(soc/5)*5,3) -
           0.018004734763641*Power(Round(soc/5)*5,2)+
           1.04126810362195*Round(soc/5)*5+320.70459346425 ) as Voc_5,
   ( 0.00015623407175*Power(Avg(SOC),3) -
           0.018004734763641*Power(Avg(SOC),2)+
           1.04126810362195*Avg(SOC)+320.70459346425 ) as Voc_avg,
   count(*) as nCases	
FROM Fastlog f		
Where 
   Round(HV_A/10)<>0 AND
   Round(soc/5)>0
GROUP BY		
	Round(soc/5)	,
	Round(HV_A/10)
HAVING	
   Count(*)>=50
On utilise l'estimation, obtenue précédemment, de la tension à vide comme polynôme du troisième degré.


Tensions moyennes des cellules
VlxYEWz.png



Nombre de cas par cellule
L0v3d22.png



Ratio% (charge Voc/V, décharge V/Voc) entre les moyennes par cellule des tensions et des tensions à vide
zZ7dXae.png


Ce dernier graphique, s'il était utilisé un modèle électrotechnique de la batterie basé sur une simple résistance interne, donnerait une estimation des rendements de charge et de décharge.
 
Prius PHV - HV Battery

Donné, pour un certain SOC, une estimation de la OCV (Open Circuit Voltage), il est possible obtenir, comme mentionné, un indicateur de l'efficacité de la batterie en décharge comme rapport entre la Tension et la Voc correspondante.
La Tension de la batterie est fonction du SOC, du Courant mais aussi, semble-t-il, de la Température, comme montreraient les plus courtes distances EV en hiver, même sans recourir au chauffage.
Ce rapport, V(Soc, Amp, Temp)/OCV(Soc), est un phénomène non linéaire, comme toutes les manifestations des batteries. Examiner séparément les changements par le Soc, le Courant et la Température n'aurait alors pas de sens, étante inutilisable la superposition des effets.
Un forçage avait déjà été effectué auparavant, en analysant la dépendance par seulement 2 des 3 variables, le SOC et la Tension. Ici on veut faire un forçage encore plus grand, en analysant statistiquement en manière distincte les 3 dépendances.
Quel est le sens? Obtentir, en s'appuyant sur les effets compensatoires du grand nombre d'échantillons, une indication des réponses moyennes de la batterie dans les diverses conditions.

La query de base (décharge) est un regroupement sur les trois dimensions, convenablement arrondies, calculant les moyennes de la Tension et de l'OCV, plus le nombre de cas.
Code: 
[SIZE="3"]SELECT		
  Round(soc) as SOC_r1,	
  Round(0.00015623407175*Power(Round(soc) ,3) -
      0.018004734763641*Power(Round(soc) ,2)+
	  1.04126810362195*Round(soc)+320.70459346425 ,1) as Voc,
  Round(HV_A/2)*2 as A_r2,
  Round(battery_temp) as T_r1,
  avg(HV_V) as  V_avg,
  count(*) as nCases	
FROM fastlog f		
WHERE 
  SOC>0 And
  HV_A>0.5
GROUP BY	
  Round(soc),	
  Round(HV_A/2), 
  Round(battery_temp)[/SIZE]
Pour obtenir la dépendance d'une seule dimension, il suffit d'agréger la requête de base par cela et calculer la moyenne pondérée du raport entre les deux tensions. Pour le Courant, par example:
Code: 
[SIZE="3"]SELECT 
  A_r2 as Amp,
  round(sum(V_avg/Voc*nCases)/sum(nCases)*100,2) as "V/Voc avg %",
  sum(nCases) as tCases
From	
	( SELECT		
	  Round(soc) as SOC_r1,	
	  Round(0.00015623407175*Power(Round(soc) ,3) -
		  0.018004734763641*Power(Round(soc) ,2)+
		  1.04126810362195*Round(soc)+320.70459346425 ,1) as Voc,
	  Round(HV_A/2)*2 as A_r2,
	  Round(battery_temp) as T_r1,
	  avg(HV_V) as  V_avg,
	  count(*) as nCases	
	FROM fastlog f		
	WHERE 
	  SOC>0 And
	  HV_A>0.5
	GROUP BY	
	  Round(soc) ,	
	  Round(HV_A/2), 
	  Round(battery_temp)
	  ) qry
Group by
  A_r2
HAVING
  Count(*)>=100[/SIZE]
Mt1JMVX.png


XU7JmIP.png


ddOZMCE.png
 
Je viens aussi apporter quelques résultats de la BDD d' HA sur la LS600h, mais sous excel je n'ai pas pu faire de joli dégradé de couleur 😢
Alors les résultats des BSFC qui ne sont pas tous justes car à un moment le calcul de la puissance était faux dans HA, mais cela donne une bonne idée.

https://i.postimg.cc/FsQRMYgg/LS600h-BSFC-fct-Nm-trmn.jpg

PS: Au-delà de 1300tr/mn le nombre de cas mesurés diminuent fortement, ce qui est vrai car tous mes parcours finissent avec un nonbre de tr/mn moyen de 1200 dans HA, autoroute ou pas.
 
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