Graphiques Charge / temps de trajet autour de la Zoé (ZE50/ZE40)

Bonjour à tous !

Comme j'aime bien les chiffres, surtout quand je prépare mes trajets en zoé, je poste les différents graphs que j'ai pu produire, au cas où ça peut en intéresser certains


Vitesse de charge des différentes Zoé en fonction du SOC :




Temps de parcours en fonction de la vitesse moyenne : 500 km, ZE40, charge 22 kW, batterie 41 kWh, 10 kWh de marge, consommations du simulateur Renault (très pessimiste mais bon...) :



Temps de parcours en fonction de la vitesse moyenne : 500 km, ZE50, charge 40 kW, batterie 52 kWh, 10 kWh de marge, consommations du simulateur Renault (très pessimiste mais bon...) :



Temps de parcours comparé entre le ZE50 et la ZE40 en fonction de la vitesse moyenne pour 500 km (incluant la charge) :




Chose intéressante, si on pouvait calculer une vitesse otpimale en ZE40 (environs 90 km/h), on se rend compte que ça n'est pas du tout le cas avec la ZE50 : il apparait que de rouler à 130 km/h permet d'arriver plus vite qu'à 90, 100, 110 ou même 120. Apres, a chacun de voir si le gain de temps justifie le coût de la recharge (le temps de recharge augmente fortement avec la vitesse par contre).

Pour moi il  y a forcément un optimum si la distance est suffisament longue pour demander une ou plusieurs recharges.

Simplement, si la vitesse de charge est suffisament élevée, il est possible que cet optimum soit situé au delà de 130 km/h.

Le calcul est par contre moins simple sur les modèles récents qu'avec la Q210 vu la complexité des courbes, à moins peut-être de considérer que l'on charge toujours entre 10 et 90%, par exemple (mais en toute rigueur, choisir la bonne section de courbe devrait faire partie de la recherche  d'optimisation).

Ce qui m’étonne dans tes graphiques, qui sont excellents et que je ne remet pas en cause (j'aimerai avoir les même pour la leaf 40)
c'est qu'il y ait si peu d’écart de temps de charge entre 90 /100 / 110 / 120 / 130, et que la progression est presque linéaire alors que l'augmentation de la consommation ne l'est pas et est énorme.

@Passant_Mbr Oui en effet, l'optimum se situerait à plus de 130 km/h (mais je n'ai pas de chiffres de consommation, du coup je ne peux pas calculer de courbe après 130 km/h).

Je peux essayer d'ajouter les modèles Q et R avec une batterie 22 kWh. Et bien évidement, je considère une charge inférieure à 80% pour optimiser le temps de trajet.

@Mario Oui c'est assez surprenant. La grosse différence c'est la charge rapide à 40 kW en moyenne de 0 à 80% qui permet de compenser l'augmentation de la consommation avec la vitesse. Je vais essayer de voir si je peux faire ça pour la Leaf 40.

Voilà les données utilisées et les résultats sur les différentes voitures, j'ai essayé d'ajouter la leaf 2, j'ai pris les conso annoncées sur le site de nissan et j'ai essayer de trouver le vitesse moyenne de charge (pas sur que ça soit bon).

Voici le fichier excel utilisé : ici

Vous pouvez modifier à votre guise les données visibles dans le premier onglet et observer l'effet sur le temps de trajet en fonction de la vitesse. Vous pouvez également aller dans un onglet particulier pour voir le détail et y modifier le prix du kWh pour observer le coût du trajet en fonction de la vitesse. A noter que pour les calculs se basent sur 10 kWh restants à la fin du trajet.

La puissance de charge est à considérer "à la prise", c'est à dire au niveau de la borne elle-même ? (En sortie de borne, plus précisément, ou connecteur d'entrée de la Zoe).

puissance de charge effective de la batterie (donc pas à la prise)

Et consommation telle qu'affichée au tableau de bord ? (pas à la prise non plus).

Et au final la vitesse optimale est par rapport à l'air, donc il faudrait lui soustraire la vitesse du vent (comptée positivement s'il est de face, et négativement en cas de vent arrière, ou plus généralement sans doute multiplié par le cosinus de l'angle entre le vent et la trajectoire).

En cas de vent suffisament fort, cela pourrait peut être ramener l'optimum en dessous des 130 km/h, surtout si couplé à une augmentation de densité de l'air due au froid.

Il  y a aussi cette formule:
Vopt = 36 x racine_cubique((P x r) / (rho x SCx)), avec

Vopt : vitesse optimale en km/h
P: puissance au connecteur borne en kW
r : rendement de la prise à la roue
rho : masse volumique de l'air en kg/m^3
SCx :  surface aérodynamique (0,75 m² pour la Zoe)

L'inconvénient est que r n'est pas vraiment connu et doit être estimé à la louche et de plus peut varier en fonction de la puissance fournie par le groupe propulseur.

En considérant
r = (rendement de) chargeur x charge/decharge batterie x onduleur x moteur x transmission
r = 0,96 x 0,92 x 0,95 x 0,90 x 0,95 = 0,72
P = 50 kW (en sortie de borne)
rho = 1,2 kg/m^3
SCx = 0,75 m²
On trouverait Vopt = 123 km/h.

Au moins, pour de long trajets sur autoroute à vitesse élevée, on peut espérer que l 'ensemble moteur  + onduleur travaille à une puissance suffisamment forte pour avoir un bon rendement.
Peut être que dans la charge 50 kW DC, on pourrait considérer un rendement chargeur à 100% coté Zoe...

On peut tout de même remarquer que  le calcul est relativement peu sensible aux erreurs sur le rendement, en variant ce dernier de 0,6 à 1, la vitesse optimale passe de 116 à 137.

Oui en fait mes calculs sont en fonction de ce que reçoit réellement la batterie en terme de puissance et en fonction de la conso affichée au compteur.

Redoutable ton calcul ! Je trouve pareil avec mes simulations. En fait en y regardant de plus près, j'ai bien un optimum entre 120 et 130 km/h avec la ZE50, donc cohérent avec ton 123 km/h !

Sur la ZE40 ça donne 94 km/h (qui coïncide avec la limite du mode éco), très proche de ce qu'on voit sur le graph

D'où vient cette formule ?

Je ne vois pas le temps de faire le détour pour arriver à la borne + le temps de badger + le temps de débrancher/débrancher +le temps de repartir sur son itinéraire à sa vitesse de croisière, le tout multiplié par le nombre d’arrêts nécessaires en fonction de la distance, de la vitesse et de la capacité.

.. + l'appel à la hotline pour démarrer ou arrêter la charge

Je suis hors sujet mais je trouve inqualifiable que Renault ait basculé sur Internet son simulateur d'autonomie pour le modèle ZE50. Une liste déroulante, non pour prendre en compte les différents modèles ! Je trouvais cette page Internet bien pratique.

Décidément Renault en matière d'informatique, c'est vraiment les rois... des nazes.

Le site est fait pour promouvoir la voiture qui est en vente. Donc la ZE50.

Une page spécifique a toutes les plateformes de la Zoé notamment pour promouvoir les occasions serait une bonne idée.

Bigfoot a écrit:Je ne vois pas le temps de faire le détour pour arriver à la borne + le temps de badger + le temps de débrancher/débrancher +le temps de repartir sur son itinéraire à sa vitesse de croisière, le tout multiplié par le nombre d’arrêts nécessaires en fonction de la distance, de la vitesse et de la capacité.

Je vous fait confiance pour ajouter le temps de pause prévu, ça dépend de ce que les voyageurs préfèrent : gros arrêts, petits arrêts mais plus nombreux, borne IZIVIA (+10 minutes )....

Pas si simple car justement ça rentre dans le calcul, si la charge n’est pas pile sur l’axe et que par exemple on doit faire un peu plus de 2 charges, il peut être judicieux de rouler à 115 au lieu de 130!pour se limiter à 2 charges.
C’est pour ça qu’il y a des simulateurs ( peu qui prennent tout en compte comme la baisse de puissance à xx % )
Ce n’est pas une critique, c’est pour ne rien oublier.

Là je pars du principe qu'on est sur autoroute à vitesse constante et que les recharges sont effectuées sur aire d'autoroute. C'est un cas volontairement simplifié mais qui est assez réaliste si on reste vraiment sur l'autoroute

Merci pour tes graphes très enrichissants

Madzox a écrit:Oui en fait mes calculs sont en fonction de ce que reçoit réellement la batterie en terme de puissance et en fonction de la conso affichée au compteur.

Redoutable ton calcul ! Je trouve pareil avec mes simulations. En fait en y regardant de plus près, j'ai bien un optimum entre 120 et 130 km/h avec la ZE50, donc cohérent avec ton 123 km/h !

Sur la ZE40 ça donne 94 km/h (qui coïncide avec la limite du mode éco), très proche de ce qu'on voit sur le graph

D'où vient cette formule ?

Des efforts de "recherche et developpement" des premiers temps du forum, c'est TomC qui avait finalisé le premier le calcul. Etant bien incapable de remettre la main sur les messages de l'époque, je l'ai refait de la manière suivante:

En régime stabilisé, à chaque étape il faut charger ce qu'on va consommer, puis rouler pour le consommer.
Dans cette étape on va parcourir une distance D en un temps D/V et il faudra charger une énergie C x D si C est la consommation à la prise, et le temps de cette charge sera C x D / P, si P est la puissance fournie à la prise par la borne. On suppose dans un premier temps que tout est en unité MKS (en particulier C est en Joules par mètre).
Le temps total pour l'étape est donc D/V + D x C / P soit
T = D (1/V + C/P)
Il faut donc minimiser l'expression entre parenthèses, pour cela il faut avoir C en fonction de V.
La force s'opposant au mouvement due aux pneus et à la résistance de l'air est de la forme kMg + (rho.Scx.V^2)/2.
L'énergie à fournir sur une  distance d donnée est le produit de cette force par la distance, mais comme on veut la consommation en Joules pour 1 mètre, on prend cette distance égale à 1, la formule reste donc inchangée. il reste à diviser par le rendement électrique de la prise à la roue r pour avoir la consommation à la prise:
C = (kMg + (rho.Scx.V^2)/2)/r
En remplaçant dans l'expression à minimiser, on voit que celle ci est de la forme:
1/V + a + bV^2
si a = kMg/rP
et b = rho.Scx/2rP
Elle tend vers l'infini si V tend vers zéro ou l'infini, on peut donc espérer un minimum entre ces deux extrêmes, calculable en cherchant le point où la dérivée s'annule.
-1/(V^2) + 2bV =0
D'où V^3 = 1 /2bV = r.P/ rho.Scx soit V=racine_cubique(r.P/ rho.Scx ) , avec V en m/s et P en W, le coeff 36 apparait si on les passe en km/h et kW.

Ceci dit, si on dispose d'un tableau de vitesses/consommations fiables, en les utilisant directement comme toi, on n'a pas besoin de faire d'hypothèses sur le rendement. Mais il faut que la puissance fournie par la borne et la consommation soient prises au même endroit.

Je ne me souviens plus qui disait que pour rouler en VE il faut être ingénieur.

Merci beaucoup pour le détail !! très très intéressant !

Passant_Mbr a écrit:Mais il faut que la puissance fournie par la borne et la consommation soient prises au même endroit.

C'est bien le cas

J'ai hâte de pouvoir ajouter les nouvelles voitures de 2020 (208, corsa, ID3) à mon comparatif quand on aura les données précises

Merci Madzox
Je n'ai pas encore eu le temps de regarder en détail, mais je trouve les conso de la Leaf et de la Zoé, mais je ne peux parler que de la Leaf, délirante. Je n'ai pas le détails de mes conso en fonction  de la vitesse mais je pense être très en dessous des données de ton tableau.

En tout cas super travail.

Mario a écrit:Je n'ai pas encore eu le temps de regarder en détail, mais je trouve les conso de la Leaf et de la Zoé, mais je ne peux parler que de la Leaf, délirante.

Oui j'ai le même sentiment que toi, je pense que c'est un peu élevé mais j'ai pas vraiment d'autres sources de données que les simulateur Renault/Nissan. Si tu fais des mesures, il faut bien faire attention à faire du stabilisé (régulateur) sur du plat pendant un nombre de kilomètres conséquent pour avoir une valeur représentative. Il faut aussi que ça soit la vitesse GPS et pas compteur.

J'ai un peu l'impression que ces valeurs sont effectivement délirantes pour l'été mais elles m'ont l'air assez réaliste quand il fait froid et qu'il pleut (comme en ce moment) Donc ce sont des valeurs "Au pire" à priori. Mais bon, 6h de trajet total pour 500 km en ZE50 dans les pires conditions, je signe !

Madzox a écrit:

Merci pour travail Madzox,

Cela conforte mon choix d'avoir pris une Q40 (pour la Q22 il n'y avait pas encore le choix)
et je retrouve bien la vitesse optimum de 110km/h que j'ai constaté sur les longs trajets avec la Q40

Avec plaisir

D'ailleurs pour les histoires de consommation, est-ce que certains sur le forum ont une idée de ce que ça donne en été et en hiver pour les vitesse élevées à partir de 100 km/h ? J'avoue ne pas avoir assez expérimenté au dessus de 90 km/h :/

En tous cas, les vitesses élevées se pratiquant normalement sur autoroute/voie rapide, on voit que ces facteurs  devraient avoir peu d'influence:
- la baisse de la capacité batterie
- la limitation de la récupération (peu de freinage, mais c'est vrai qu'il  y a eventuellement les descentes, à voir si on souvent l'occasion de monter au delà de 13 ou 14 kW de récupération à 110 km/h)
- le rendement ne devrait pas bouger beaucoup non plus

En revanche ce qui ferait une différence:
- charge plus lente, mais à vitesse élevée on a tout de même des chances de maintenir la batterie à bonne température et d'éviter le souci
- masse volumique de l'air plus élevée, qui favoriserait une vitesse un peu plus faible
- consommation supplémentaire des accessoires (chauffage, phares), qui favoriserait des trajets plus courts et donc une vitesse légèrement plus élevée.