Poids et Autonomie

par jeandera Mer 10 Juin 2015 - 10:55

JE ne comprend pas pourquoi Renault ne fait pas d'effort pour baisser le poids de la Zoé et permettre ainsi de gagner en autonomie.

Quand on voit le poids du capot en ferraille, on se dit qu'il auraient pu partir sur les matériau plus leger un peu comme la i3 qui pèse 200 kg de moins

Il auraient pu le faire sur le nouveau modèle R240 par exemple..

Est ce que le gain d'autonomie lié au poids serait trop faible en regard du surcoût ?

par Zal'M Mer 10 Juin 2015 - 11:18

La i3 a de nombreux éléments en carbone... et a amorti une partie de la nouvelle usine de fabrication avec la i8 (vendue à un prix exorbitant).

Donc je pense que le gain de poids est vraiment trop coûteux dans le cadre de la Zoé.

par Ke2 Mer 10 Juin 2015 - 11:29

On avait calculé dans ce sujet que la force de frottement liée au poids est d'environ Cr x P = 0,006 x 1 600 x 9,81 soit 94 N, ce qui correspond à une puissance de 1305W à 50 km/h, ou 2610 Wh/100km

Si on allège la voiture de 200kg (ce qui est déjà beaucoup), on passera à une force de 82,4N, soit une puissance de 1144W toujours à 50 km/h ou 2288 Wh/ 100 km.

On aurait donc un gain de 322Wh / 100 km.
A 50 km/h, on a une autonomie de plus 200 km et on gagnerait environ 3km, soit moins de 1,5%.

En roulant plus vite, le gain sera encore moins important en pourcentage (les forces aérodynamiques deviennent largement prépondérantes).

par pascal11 Mer 10 Juin 2015 - 11:54

Oui et sans re-concevoir complètement le véhicule le gain pourrait difficilement dépasser les 40 kg soit dans les 0.3% de gain!

Ne pas trimbaler les câbles de charge et faire un régime est tout aussi efficace Laughing

.

par scarred Mer 10 Juin 2015 - 11:58

voiture chargée à 6 avec le chien, je n'ai pas constaté une baisse significative de l'autonomie vis à vis du poids transporté.

par Fabien Mer 10 Juin 2015 - 12:00

scarred a écrit:voiture chargée à 6 avec le chien, je n'ai pas constaté une baisse significative de l'autonomie vis à vis du poids transporté.

+1 quand je suis parti dans l'Ardèche, à 5 dans la voiture, coffre blindé et mes 90kg aucune différence significative par rapport à d'habitude

par jeandera Mer 10 Juin 2015 - 12:06

AMHA, il n'y a pas que la force de frottement dont il faut tenir compte, il y a aussi l'energie necessaire pour amener un poid a un certaine vitesse. L'energie depensee pour le frottement est liée à l'entretien de lasdite vitesse
Cela veut dire que sur route a vitesse stabilisée, c'est effectivement négligeable. Cela pourrait l'être moins en ville avec freinage non regeneratif

par Ke2 Mer 10 Juin 2015 - 12:10

jeandera a écrit:AMHA, il n'y a pas que la force de frottement dont il faut tenir compte, il y a aussi l'energie necessaire pour amener un poid a un certaine vitesse.

Avec une eco-conduite, cette énergie est récupérable lorsqu'on ralentit. Sinon, elle est dissipée dans les freins...

par MAC974 Mer 10 Juin 2015 - 13:07

scarred a écrit:voiture chargée à 6 avec le chien, je n'ai pas constaté une baisse significative de l'autonomie vis à vis du poids transporté.

Fabien a écrit:+1 quand je suis parti dans l'Ardèche, à 5 dans la voiture, coffre blindé et mes 90kg aucune différence significative par rapport à d'habitude"]

Normal, le Cx était amélioré par l'effet de sol car la voiture touchait presque par terre Razz

par jeandera Mer 10 Juin 2015 - 14:26

Ke2 a écrit:
jeandera a écrit:AMHA, il n'y a pas que la force de frottement dont il faut tenir compte, il y a aussi l'energie necessaire pour amener un poid a un certaine vitesse.
Avec une eco-conduite, cette énergie est récupérable lorsqu'on ralentit. Sinon, elle est dissipée dans les freins...

Je sais, mais Meme avec la récuperation d'energie, y'a quand meme un deperdition, on ne récupère pas tout ce qu'on a utilisé en energie cinétique (ce serais trop beau)
De plus en ville, si tu as beaucoup de demarrage et freinage, le risque de perte d'energie dans les freins est plus important.

J'ai toujours entendu dire un des enemi en terme de consommation d'energie d'une voiture, c'est le poids. Donc logiquement, moins de poids ==> plus d'autonomie

Si on suit votre calcul, 3 km de gagnes pour 200kg de moins
cela voudrais dire que pour une Zoé de 600 kg (quasiment juste la batterie et le moteur et les roues) , soit 800 kg de moins que la zoé,
on gagnerait que 12km d'autonomie ? j'y crois pas

Donc il doit manquer un truc dans le calcul.

Autre avantage d'un poids plus faible, plus d'agilité, moins d'usure de pneus ...

par Léonard Mer 10 Juin 2015 - 18:03

Vous gagnerez plus en autonomie en allant 10 kmh moins vite qu'en maigrissant de 40 kg...

par jeandera Mer 10 Juin 2015 - 18:21

Léonard a écrit:Vous gagnerez plus en autonomie en allant 10 kmh moins vite qu'en maigrissant de 40 kg...

Certes, mais ce n'était pas le sujet. Je parlais juste du gain possible (ou non) lié au poids.

par Léonard Mer 10 Juin 2015 - 18:27

Le gain lié au poids est assez négligeable en dessous de certaines valeurs. A basse vitesse, c'est relativement négligeable. A haute vitesse, çà devient plus important. Quand on dépasse 120km/h, çà devient intéressant. Mais, il faut relativiser avec l'énergie dépensée pour faire des éléments de carrosserie en acier ou en fibre de carbone.

Je ne conduis pas souvent ma zoé à plus de 120 km/h ... et toi ?

par Zal'M Jeu 11 Juin 2015 - 8:49

Léonard a écrit:Le gain lié au poids est assez négligeable en dessous de certaines valeurs. A basse vitesse, c'est relativement négligeable. A haute vitesse, çà devient plus important.

Intuitivement parlant, je dirais le contraire, le poids c'est de l'inertie, donc le poids "consomme" lorsqu'on modifie sa vitesse. (c'est pour cela qu'une voiture sportive se doit d'être légère, ce qui est moins gênant sur une grosse berline au régulateur sur autoroute).
A basse vitesse, il s'agit d'un élément prédominant, car les pertes en aéro sont faibles et le rendement lié à la rotation du moteur est optimal.
Par contre à haute vitesse, toutes les autres éléments deviennent gourmants. Certe l'inertie augmente avec la vitesse au carré, mais elle est récupérée (proportionnellement?) dans la phase de freinage.

par Léonard Jeu 11 Juin 2015 - 12:07

Mécaniquement parlant (de la branche de la Physique que l'on nomme Mécanique et pas de mon garagiste de quartier) le poids a effectivement une grande importance, car il apporte de l'inertie. Donc, cela est corrélé à la vitesse et plus on monte en vitesse, plus la force d'inertie est importante. Je sais les idioties qu'on lit sur les forums au sujet des grosses berlines où l'on prétend qu'elles ne consomment presque rien à vitesse stabilisée lorsqu'elles sont en vitesse de croisière, en faignant d'oublier qu'il a fallu dépenser une énergie disproportionnée pour les monter à cette vitesse énergie qui se dissipera en chaleur dès qu'on freinera pour ralentir le monstre.

Donc, à basse vitesse, c'est négligeable, et important à haute vitesse. Roulez moins vite et vous économiserez nettement plus. Allez sur le périphérique d'une grande ville, faites 4 fois le tour de la ville à vitesse stabilisée.
- La première fois à 50 km/h avec la voiture à vide et seulement vous en tant que conducteur (si vous désirez vous amuser, vous pourrez utiliser un conducteur plus léger).
- La seconde fois à 50 km/h avec la voiture chargée au maximum coté poids (Des sacs de ciments, de gravats, des sacs étanches remplis d'eau, ...).
- La troisième fois à vide à la vitesse maximale stabilisée que vous pourrez faire tout autour de la ville (en fonction des villes, cela pourra être 70, 90 ou 110 km/h).
- La quatrième fois à la vitesse maximale stabilisée avec le poids maxi.

Faites le bial des 4 essais et après, on reparlera de cette légende de la vitesse stabilisée ... J'ai fait un bac F1, lors de mes études, j'ai fait 2 années de Mécanique. J'y ai fait beaucoup de mathématiques et je n'ai pas mis une seule minute mes mains dans le cambouis. Je parle bien entendu des cours de Mécanique et pas des heures d'atelier où l'on était en bleu et où on manœuvrait des machines-outils. Quand je lis certaines ... conneries sur le net, désolé, mais je ne trouve pas de termes qui correspondent mieux, je pense que mon professeur de l'époque s'arracherait les cheveux et nous traiterait d'incapables (bon, ils ne se privait pas pour le faire, mais çà c'est une autre histoire ...). Vous inversez simplement la réalité mathématique. La force d'inertie augmente proportionnellement au poids et à la vitesse et elle se dissipe quand la vitesse diminue. Vouloir parler d'inertie à vitesse stabilisée est la négation de ce qu'est l'inertie. Ceux qui s'adonnent au "pulse et glide" essayent de profiter au mieux de cette force d'inertie en la dépréciant le moins possible. Cette dépréciation intervient au moment où l'on ralentit. Cette dépréciation se réalise dans les frottements mécaniques et entraine une production de chaleur.

Le rendement lié à la rotation du moteur est le meilleur quand certains paramètres sont optimaux et ce n'est pas à faible vitesse. Mais ce n'est n'ont plus pas à vitesse stabilisée. Simplement parce que le moteur va fonctionner à faible charge, mais avec un nombre de tours/minute élevé, donc le remplissage de la chambre de combustion n'est pas optimal, ce qui dégrade le rendement.

Voici la courbe de consommation d'un moteur suralimenté en fonction de la vitesse du moteur et de la puissance délivrée :
Poids et Autonomie Courbe_moteur

Le rendement est particulièrement déplorable à bas régime. Il le redevient à très haut régime. La plage de rendement optimal, pour un moteur en pleine charge, se situe aux environs des 2/3 du régime maximal avant d'entrer dans la zone rouge. En fait, on considère souvent que c'est toute la zone comprise entre 1/3 et 2/3 de la plage normale de fonctionnement.

La courbe de rendement d'un moteur électrique se rapproche plus de ceci :
Poids et Autonomie Franck-a-albums-fa1-picture3183-rendement-moteur-modulation-gaz

Poids et Autonomie Franck-a-albums-fa1-picture3183-rendement-moteur-modulation-gaz

par Léonard Jeu 11 Juin 2015 - 12:08

Léonard a écrit:Mécaniquement parlant (de la branche de la Physique que l'on nomme Mécanique et pas de mon garagiste de quartier) le poids a effectivement une grande importante, car il apporte de l'inertie. Donc, cela est corrélé à la vitesse et plus on monte en vitesse, plus la force d'inertie est importante. Je sais les idioties qu'on lit sur les forums au sujet des grosses berlines où l'on prétend qu'elles ne consomment presque rien à vitesse stabilisée lorsqu'elles sont en vitesse de croisière, en faignant d'oublier qu'il a fallu dépenser une énergie disproportionnée pour les monter à cette vitesse énergie qui se dissipera en chaleur dès qu'on freinera pour ralentir le monstre.

Donc, à basse vitesse, c'est négligeable, et important à haute vitesse. Roulez moins vite et vous économiserez nettement plus. Allez sur le périphérique d'une grande ville, faites 4 fois le tour de la ville à vitesse stabilisée.
- La première fois à 50 km/h avec la voiture à vide et seulement vous en tant que conducteur (si vous désirez vous amuser, vous pourrez utiliser un conducteur plus léger).
- La seconde fois à 50 km/h avec la voiture chargée au maximum coté poids (Des sacs de ciments, de gravats, des sacs étanches remplis d'eau, ...).
- La troisième fois à vide à la vitesse maximale stabilisée que vous pourrez faire tout autour de la ville (en fonction des villes, cela pourra être 70, 90 ou 110 km/h).
- La quatrième fois à la vitesse maximale stabilisée avec le poids maxi.

Faites le bial des 4 essais et après, on reparlera de cette légende de la vitesse stabilisée ... J'ai fait un bac F1, lors de mes études, j'ai fait 2 années de Mécanique. J'y ai fait beaucoup de mathématiques et je n'ai pas mis une seule minute mes mains dans le cambouis. Je parle bien entendu des cours de Mécanique et pas des heures d'atelier où l'on était en bleu et où on manœuvrait des machines-outils. Quand je lis certaines ... conneries sur le net, désolé, mais je ne trouve pas de termes qui correspondent mieux, je pense que mon professeur de l'époque s'arracherait les cheveux et nous traiterait d'incapables (bon, ils ne se privait pas pour le faire, mais çà c'est une autre histoire ...). Vous inversez simplement la réalité mathématique. La force d'inertie augmente proportionnellement au poids et à la vitesse et elle se dissipe quand la vitesse diminue. Vouloir parler d'inertie à vitesse stabilisée est la négation de ce qu'est l'inertie. Ceux qui s'adonnent au "pulse et glide" essayent de profiter au mieux de cette force d'inertie en la dépréciant le moins possible. Cette dépréciation intervient au moment où l'on ralentit. Cette dépréciation se réalise dans les frottements mécaniques et entraine une production de chaleur.

Le rendement lié à la rotation du moteur est le meilleur quand certains paramètres sont optimaux et ce n'est pas à faible vitesse. Mais ce n'est n'ont plus pas à vitesse stabilisée. Simplement parce que le moteur va fonctionner à faible charge, mais avec un nombre de tours/minute élevé, donc le remplissage de la chambre de combustion n'est pas optimal, ce qui dégrade le rendement.

Voici la courbe de consommation d'un moteur suralimenté en fonction de la vitesse du moteur et de la puissance délivrée :

Le rendement est particulièrement déplorable à bas régime. Il le redevient à très haut régime. La plage de rendement optimal, pour un moteur en pleine charge, se situe aux environs des 2/3 du régime maximal avant d'entrer dans la zone rouge. En fait, on considère souvent que c'est toute la zone comprise entre 1/3 et 2/3 de la plage normale de fonctionnement.

La courbe de rendement d'un moteur électrique se rapproche plus de ceci :

par alainrvt Jeu 11 Juin 2015 - 14:34

Dommage, maître , pour l'explication, mais je n'ai le droit qu'à un petit carré noir pour le graphique VE !! cheers

par Invité Jeu 11 Juin 2015 - 14:44

Flûte bientôt on me dira que je suis trop gros pour avoir une Zoé. .et que j'ai pas assez de diplôme pour comprendre ...hi hi hi

par Foly-vi Jeu 11 Juin 2015 - 14:47

Sujet très intéressant.
Pour travailler , j’utilise un Kangoo diesel et je vois bien l’énorme différence de consommation entre le fait qu’il soit vide ou qu’il ait 200 kilogs de matos à l’intérieur.
Je n’ai pas les compétences pour expliquer les raisons avec des formules scientifiques mais la logique me fait penser que toute la différence se fait :
-lors des prises de vitesse nécessitant un surplus d’énergie (accélérer de 0 à 50 par exemple, ou passer de 70 à 90...etc...)
-lors de changement d’altitude.(montée).
-aussi en vitesse de croisière.
Prenons sur notre dos un sac de 30 kilogs et essayons de monter des escaliers pour bien ressentir la dépense énergétique. Ou essayons d’atteindre 15 km/h en courant avec.
D'ailleurs , je ne pense pas me tromper de beaucoup en pensant qu’une Zoé de 600 kgs (comme imaginé plus haut) avec le même moteur battrait certainement une Tesla S à sur un "0 à 100 km/h".
La Smart électrique fait mieux que la Zoé en accélération. Mettez le moteur de la Smart dans la Zoé et vous transformerez cette dernière en veau. Encore une influence du poids.

par Léonard Jeu 11 Juin 2015 - 14:48

alainrvt a écrit:Dommage, maître , pour l'explication, mais je n'ai le droit qu'à un petit carré noir pour le graphique VE !!

Essaye avec çà : http://www.modelisme.com/forum/members/franck-a-albums-fa1-picture3183-rendement-moteur-modulation-gaz.png

Mais la réalité est plus compliquée, là, c'est une courbe linéaire. Or, quand on roule à vitesse stabilisée avec nos VE, le moteur tourne à un certain régime et pourtant, il ne doit fournir que l'énergie qui correspond aux pertes dus aux frottements mécaniques.

par Zal'M Jeu 11 Juin 2015 - 14:49

Léonard a écrit:Le rendement est particulièrement déplorable à bas régime. Il le redevient à très haut régime. La plage de rendement optimal, pour un moteur en pleine charge, se situe aux environs des 2/3 du régime maximal avant d'entrer dans la zone rouge. En fait, on considère souvent que c'est toute la zone comprise entre 1/3 et 2/3 de la plage normale de fonctionnement.

J’espère que lorsque tu parlais de "connerie", tu ne faisais pas allusion à mon commentaire précédent...

Je suis d'accord avec toi pour un véhicule thermique, pour une Zoé je serais beaucoup moins catégorique.
Saloperie de nouvelles technologies, qui obligent à remettre en question nos certitudes...
Attention je parle de certitude pas des lois de la physiques,qui elles sont immuables Wink

par Léonard Jeu 11 Juin 2015 - 15:00

Zal'M a écrit:
Léonard a écrit:Le rendement est particulièrement déplorable à bas régime. Il le redevient à très haut régime. La plage de rendement optimal, pour un moteur en pleine charge, se situe aux environs des 2/3 du régime maximal avant d'entrer dans la zone rouge. En fait, on considère souvent que c'est toute la zone comprise entre 1/3 et 2/3 de la plage normale de fonctionnement.

J’espère que lorsque tu parlais de "connerie", tu ne faisais pas allusion à mon commentaire précédent...

Dans ton message, il y a des choses fausse qu'on trouve dans de nombreux forums répétés comme des évidences. Tu a effectivement 2 choix. Tu t'estime insulté, tu sur-réagit, on se fâche et ... Ou alors, tu réfléchit, tu te renseigne, éventuellement, tu investi dans un ouvrage de vulgarisation qui concerne la Mécanique et tu gagne en connaissance.

Zal'M a écrit:Je suis d'accord avec toi pour un véhicule thermique, pour une Zoé je serais beaucoup moins catégorique.
Saloperie de nouvelles technologies, qui obligent à remettre en question nos certitudes...
Attention je parle de certitude pas des lois de la physiques,qui elles sont immuables

Quelque soit la motorisation du système, les règles de la Mécanique restent les mêmes. La différence provient du fait que l'on peut changer la régulation d'un moteur électrique. Théoriquement, sa puissance est corrélée en partie avec sa vitesse. Sauf que cela est vrai sur un moteur idéal qui est au banc sur un système qui prend toute l'énergie transformée. Un moteur électrique qui se trouve dans un VE ne travaille pas toujours "en charge". En fait, quand je roule à 90 km/h au régulateur, donc à vitesse du moteur stable, et que j'ai sélectionné la visualisation de la puissance instantanée, je vois bien que celle-ci varie alors que la vitesse du véhicule, donc du moteur reste stable. Dans les faits, entre la régénération maximale et une phase où je serais en accélération maximale parce que me trouvant dans une forte montée, mon moteur à vitesse égale est capable de passer de -45 kW à +70 kW, et le rendement varie dans cette phase de manière assez importante.

par Foly-vi Jeu 11 Juin 2015 - 15:05

Sur le site Jurassic test , il y a le fameux logiciel GreenRace utilisé par de nombreux conducteurs parmi nous. Il est possible de paramétrer la Zoé et de modifier son poids. On se rend bien compte que le faire a un influence énorme sur les calculs de l’autonomie.
Poids et Autonomie Screen10

par Zal'M Jeu 11 Juin 2015 - 15:08

Léonard a écrit:Tu a effectivement 2 choix. Tu t'estime insulté, tu sur-réagit, on se fâche et ... Ou alors, tu réfléchit, tu te renseigne, éventuellement, tu investi dans un ouvrage de vulgarisation qui concerne la Mécanique et tu gagne en connaissance.

hihihi... il n'y a pas une 3éme solution, où je peux avoir raison ???

Je vais donc prendre une 4éme solution : Le débat va être stérile, je préfère ne pas insister.

par Léonard Jeu 11 Juin 2015 - 15:19

Zal'M a écrit:
Léonard a écrit:Tu a effectivement 2 choix. Tu t'estime insulté, tu sur-réagit, on se fâche et ... Ou alors, tu réfléchit, tu te renseigne, éventuellement, tu investi dans un ouvrage de vulgarisation qui concerne la Mécanique et tu gagne en connaissance.

hihihi... il n'y a pas une 3éme solution, où je peux avoir raison ???

Je vais donc prendre une 4éme solution : Le débat va être stérile, je préfère ne pas insister.

En fait, dès qu'on insiste sur la consommation à vitesse stabilisée sans tenir compte de l'énergie dépensée pour aller à cette vitesse, on est dans l'erreur. Donc, par principe, tout raisonnement qui se base là-dessus est faux. Ça, c'est ce qu'on apprend quand on s'intéresse à la Mécanique. Je m’échine à mettre une majuscule pour bien faire la différence entre la science que l'on nomme Mécanique et la technologie qui en découle, pas par snobisme. Les règles de cette branche de la physique sont simples et on analyse les systèmes en prenant comme conditions initiales : système au repos, vitesse nulle et au niveau de la mer. Ce référentiel permet de tenir compte des différences d'énergie cinétique et d'énergie potentielle. Quand les conditions différent, le discours ne peut qu'être faux. Donc, quand on base une discussion sur cette fameuse consommation à vitesse stabilisée, tout le raisonnement est erroné.

Je ne veux pas être le justicier des forums, donc usuellement quand quelqu'un commence à baser son raisonnement sur des choses erronées et que je vois qu'on le soutient massivement, je déserte. Il faut croire qu'aujourd'hui je n'étais pas dans mon état normal. Mais, 90% de ce que je lis sur pas mal de forums "mécaniques" est scientifiquement faux. Désolé si je brise des rêves. Et je suis désolé quand je vois des gens s'enfermer dans leurs coquilles plutôt que de se remettre en cause. Chaque jour où je n'apprends pas quelque chose de nouveau me semble un jour perdu. Et apprendre, veut dire souvent remettre en cause ses certitudes. Donc, étant dans une démarche scientifique, je suis personnellement prêt à me remettre en cause.

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