Masse, rendement,
pneumatiques et Scx :
quel impact sur l'autonomie?
Introduction.
Le GMP du véhicule électrique possède un rendement élevé (85 à 90%) et la capacité à récupérer l'énergie cinétique (1/2mv²) lors d'un freinage électrique. Dès lors, en première approximation lors d'une accélération puis d'un retour à vitesse nulle la dépense énergétique ne serait pas liée à la masse. En effet, par exemple un véhicule 2X plus lourd absorberait deux fois plus d'énergie lors d'une phase d'accélération, mais en récupèrerait deux fois plus au freinage.
Dès lors, on peut se poser la question de savoir pourquoi BMW a engagé une chasse au poids pour la i3, au-delà de l'amélioration des performances dynamiques.
En réalité, les frottements liés aux pneumatiques sont proportionnels à la masse. Par ailleurs, un véhicule plus lourd demandera plus de puissance donc engendrera plus de pertes, le rendement étant inférieur à 100%. L'étude a pour objet de quantifier l'influence de ces éléments.
Simulation effectuées.
Les simulations sont basées sur une Renault ZOE en cycle de vitesse NECD, ayant une autonomie de 210 km (masse =1472kg avec conducteur). Pour chaque comparaison, 10 masses et 10 SCx (rep.RRC ou rendements) sont testés, soit 100 simulations, avec un même modèle de véhicule.
Selon ce modèle et sur ce cycle (à faibles accélérations), le gain d'autonomie est de 8.3km, soit 4% d'autonomie / 100kg d'allègement de masse.
1. Masse Vs Rendement
Sur une base de rendement moyen de 86%, le gain d'autonomie est de 7.9 km (3.7%) par point pourcentage de rendement gagné.
2. Masse Vs SCx
Sur ce cycle de vitesse, avec une pointe brève à 120 km/h, le gain d'autonomie n'est que d'1km (0.47%) / point de SCx.
3. Masse Vs RRC
Le gain d'autonomie s'élève à 9 km par indice de classe d'efficacité de pneu. Par exemple ce gain est de 30 km entre un pneu de classe A (monté en série sur ZOE), et un pneu classique de classe E.
Conclusion.
L'optimisation d'autonomie pouvant être obtenue facilement consiste à équiper un véhicule électrique de pneus basse consommation, ce qui est le cas de Renault ZOE. Le second poste d'amélioration est sans nul doute la masse (d'autant plus que les accélérations sont nerveuses), avec un gain de 4% d'autonomie / 100 kg de masse gagnés, avec une amélioration des performances dynamiques à puissance donnée.
Auteurs.
JC Papazian - E. Buriez (Lycée Fourcade).
Réalisations