véhicule hybride série

rahan · 07/07/2006, 13h13

bonjour, je me pose actuellement des questions quand au fonctionnement du moteur thermique inclus dans le véhicule hybride. ce dernier n'étant pas relié directement à la route il ne subit pas le charges dues aux frottement de la roue, ni de la vitesse, ni de la masse. Pourtant il y a forcement une charge sur ce moteur. comment déterminer le point de fonctionnement de ce moteur et de quoi dépend t il?

jeanmiy · 07/07/2006, 13h48

...De la puissance à fournir...

Le moteur thermique alimente les moteurs électrique qui entrainent la voiture. Il faut une certaine puissance pour entretenir le mouvement de la voiture, disont au hasard 40 chevaux au niveau des roues.

Les moteurs électrique et la transmission ayant un cetrain rendement, il faut entrer dans les moteurs électriques disont 60 chevaux (on devrait plutot parler de Watt ici... Mais c'est pareil, question d'unité de mesure).

Ces 60 chevaux, c'est l'électricité que tu fournis. Ils viennent soit des accus, soit du moteur thermique via une génératrice (sorte de dynamo quoi...

)

Comme cette génératrice a également un certain rendement, ton moteur doit fournir en gros 80 chevaux directement, ce qui lui cause certains efforts.

As-tu déjà fait du vélo équipé d'une génératrice ? On sens bien la différence entre "branché" et "débranché".

Attention, tous les chiffres cité ici sont purement fruit d'imagination et totalement au pif !

rahan · 07/07/2006, 14h03

oui je suis entièrement d'accord avec toi mais je ne vois pas comment appliqué le principe fondamentale de la dynamique sur ce moteur thermique. pour le moteur électrique ceci se fait très bien ( la somme des couples égale a l'inertie multiplié par la dérivé de la vitesse: la somme des couples étant le couple appliqué moins les trois couple de charge cités précedemment).

mais pour un véhicule hybride série il prétende pouvoir suivre une courbe de moindre consommation. pour cela je ne vois qu'une seule solution, celle de pouvoir manipuler le couple de charge du moteur thermique ( qui ne peut etre qu'électrique). qu'en penses tu?

**Quisit** · 07/07/2006, 14h27

ça doit être très proche du principe d'un groupe électrogène, la charge est provoqué par le couple de la génératrice ou de l'alternateur. il doit rester au même régime, plus le coupe augmente, plus il faut envoyer de carburant.

une expérimentation new-yorkaise sur des bus a révélé que les bus diesels hybrides-série étaient biens moins affecté de pannes que les diesels classique du fait du lissage des charges que tu évoques, du régime constant, de la simplification à l'extrême de la transmission.

au contraire l'hybride parallèle (à la prius) est affecté du cumul des défaut des deux système et d'une complexité supplémentaire due au couplage / découplage dynamique du thermique sur la propulsion en fonction de la charge et de la vitesse ...

edit : doublon avec jeanmiy, je lis ta réponse Rahan

jeanmiy · 07/07/2006, 17h19

En effet, un moteur tournant à régime constant et sans variations brutales de couple consomme moins et vieillit moin vite.

Entre l'entrée de la génératrice et sa sortie, tu as convertie de l'énergie mécanique (rotation du villebrequin du moteur thermique) en énergie électrique (des Watts disponible pour le circuit électrique)

Si on oublie le coté rendement de cette génératrice en le prenant égal à 1, il faut que tu entre autant d'énergie que ce que tu vas en sortir.

Il faut exercer un couple sur la génératrice pour qu'elle tourne, et plus tu lui demandes de watt plus ce couple est important. C'est là qu'intervient le moteur thermique.

Au fait, on gagne en consommation en étalant la consommation. Voiture en croisière à régime constant => le moteur thermique tourne à faible couple pour fournir l'énergie de roulage plus un peu trop qui recharge les batteries tampons.

Quand on a besoin d'accellérer fort, le moteur thermique ne fournit pas tout, le reste étant fourni par les batteries => on consomme (et pollue) moins qu'en thermique pur !

Cette décharge rapide des batteries est compensée par une recharge lente lors de la croisière suivante => moteur à couple faible => faible consommation

Temps que les batteries sont au dessus d'un certain niveau de décharge, on peut accepter de rouler en électrique pur.

@+
PS : faudra vraiment que j'aille essayer la Prius un de ces jours...

rahan · 11/07/2006, 14h09

donc nous somme d'accord que la charge supportant le moteur thermique est proportionnel au courant débité par par l'alternateur. mais alors il n'est pas possible de suivre une courbe bien précise comme celle présentée dans le pdf en pièce jointe puisque la relation entre le couple et la vitesse est fixe.

jeanmiy · 11/07/2006, 17h43

Citation:

Posté par rahan

donc nous somme d'accord que la charge supportant le moteur thermique est proportionnel au courant débité par par l'alternateur. mais alors il n'est pas possible de suivre une courbe bien précise comme celle présentée dans le pdf en pièce jointe puisque la relation entre le couple et la vitesse est fixe.

Je dirai que si...

Si on fait une analogie brutale : P=UI
Tu as besoin d'une certaine puissance et tu dois adapter tes paramètres moteur pour la fournir.
La tension de la génératrice est directement liée au régime de rotation du moteur (voir dynamo de vélo...) donc régime = U

En vélo, lorsque tu monte une cote, tu ne tourne pas forcément les jambes plus vite que sur le plat, mais tu dois appuyer beaucoup plus fort sur les pédales, donc : l'intensité, c'est le couple demandé au moteur.

donc pour P demandé, il y a bien un U*I qui va bien c'est à dire un régime et un couple optimisé. L'optimisation, c'est d'arriver à suivre la courbe citée.

rahan · 12/07/2006, 15h47

je rappelle que le moteur thermique n'est en aucun cas lié aux charges du a la route donc l'exemple du cycliste me parait être un mauvais exemple. c'est le moteur électrique qui est liée à la route.

jeanmiy · 12/07/2006, 17h32

Citation:

Posté par rahan

je rappelle que le moteur thermique n'est en aucun cas lié aux charges du a la route donc l'exemple du cycliste me parait être un mauvais exemple. c'est le moteur électrique qui est liée à la route.

Je ne suis pas d'accord ! Je parle ici d'un moteur (le cycliste) relié directement à la route par la chaine et la roue.

Le but est de montrer (avec ressentit physique, on a tous fait du vélo) l'effet des variations de couple à vitesse constante. Si on ne change pas de pignon et que le vélo roule à vitesse constante, le cycliste bat les jambe à rythme constant => seul le couple change.

Je ne cherchais pas vraiment à montrer le lien moteur thermique / moteur électrique, car on a tous constaté sur un groupe électrogène que le moteur force plus quand on a besoin de beaucoup de courant.

Charge de la route => moteur electrique doit fournir de la puissance => il demande cette puissance au moteur thermique et/ou aux batteries

@+

rahan · 13/07/2006, 14h38

je trouve tes idees interressantes mais je ne reste persuade qu'il n'est pas possible de suivre la courbe du document prédédent. cela revidendrait à modifer la charge crée par le moteur électrique. or cette charge que supporte le moteur thermique est proportionnelle au courant délivré par l'alternateur. Cependant je ne suis pas buté et si l'on me démontre le contraire je suis prêt à changer d'avis

reducoil · 16/07/2006, 11h38

Bonjour,

Rahan, j'avoue que je ne comprends pas très bien ce qui te pose problème. La courbe d'opti conso peut bien sûr être suivie (et heuresement). Peut être qu'il faut mieux raisonner en puissance.

si on considère que la puissance batterie est nulle, pour simplifier (dans un premier temps) :
- ton véhicule roule à une certaine vitesse, un certain couple à la roue est demandé : la puissance demandée est donc définie, et c'est ce que fera le moteur électrique.
- au rendement près, cette même puissance doit être fournie par le moteur thermique bien évidemment. Alors, si par exemple il faut 30kW, on regarde à quelle point ca correspond sur la courbe rouge, et on met le moteur à ce point de fonctionnement.
- L'électronique de puissance permet d'adapter toutes les histoires de tension/courant, alternatif/continu, etc....

Voilà et si t'as une batterie tu as un autre degré de liberté qui va te faire gagner en optimisation.

Par exemple, si ta batterie est peu chargée, et que la puissance demandée à la roue est faible, alors tu as tout intérêt à augmenter la puissance moteur (point de meilleur rendement), et le delta entre la puissance moteur et la puissance consommée par le moteur électrique va dans la batterie.

jeanmiy · 17/07/2006, 17h37

Citation:

Posté par rahan

je trouve tes idees interressantes mais je ne reste persuade qu'il n'est pas possible de suivre la courbe du document prédédent. cela revidendrait à modifer la charge crée par le moteur électrique. or cette charge que supporte le moteur thermique est proportionnelle au courant délivré par l'alternateur. Cependant je ne suis pas buté et si l'on me démontre le contraire je suis prêt à changer d'avis

Arf ! Tour de France oblige, je continue avec mon cycliste...

On dit que ça monte fort. L'homme ne sait pas fournir un couple trop fort longtemps, il fatigue, il cherche donc à diminuer ce couple donc => il change de pignon sur son vélo ! (taux de réduction)

...et accepte de tourner les pattes plus vite pour continuer à rouler aussi vite.

Inversement, arrivé en haut de la cote et sur du plat, le couple diminue, mais a vitesse constante le cycliste pédale toujours aussi vite, mais "dans le vide" (couple faible) => il re-change de pignon pour diminuer sa vitesse de jambe et retrouver du couple.

C'est un exemple d'adaptation au rendement max (car en dehors du rendement max, on se fatigue plus vite)

@+