Calcul de l'autonomie d'une moto

[invite18184c07]

Bonjour à tous,

J'ai un petit souci, et je n'arrête pas de tourner en rond dans mes calculs, et j'en ai un peu marre (enfin bref)

voici le pb: je dois déterminer l'autonomie d'une moto électrique qui doit rouler jusqu'à 50km/h avec un poids total de 80kg

j'ai 4 batteries au plomb de 12V / 18Ah; Imax=300A, m=5,2kg (c pour une batterie)

le moteur électrique cc, je n'ai que des valeurs maxi comme:
- couple max=22Nm à (200A)
-Vitesse max=3695 tr/min
-Pmax=15kW

le moteur sera géré par un variateur (bref...)

j'ai pu calculer Nnom=2209tr/min a partir du réducteur et Nroue=349tr/min

si quelqu'un peut m'aider, parce que je n'y arrive plus. Merci à tous
-----

[cedbont]

Bonjour,

dans quel cadre fais-tu ceci ? (Il manque quelques données.)

[invite18184c07]

Bonjour,

dans quel cadre fais-tu ceci ? (Il manque quelques données.)

c dans le cas de mon projet d'étude, c ce ke je me di aussi k'il mankè grave des données

[cedbont]

D'accord, pour ton projet d'étude, je pense (j'espère) que tu as plus de données que ça, non ? Quelles sont-elles ?

PS : évite le langage SMS.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite18184c07]

D'accord, pour ton projet d'étude, je pense (j'espère) que tu as plus de données que ça, non ? Quelles sont-elles ?

PS : évite le langage SMS.

je suis vraiment désolé pour le langage, et je vous remercie d'avoir bien voulu me répondre rapidement....

et puis concernant les données que vous demandez, je ne sais pas qu'elles autres données vous fournir car je n'ai que celles-ci, a part les données du chargeur qui donnent 48V / 2,5A avec 230VAC 50-60Hz 1,3A
mais je ne pense pas que ces données servent à grand chose.....voilà

[cedbont]

Et bien dans ce cas, je pense changer d'approche : la moto est un système qui reçoit de l'énergie et qui en perd (pour faire simple).

Elle en reçoit : de la batterie.
Elle en perd : résistance aérodynamique, résistance au roulement, rendement de la chaîne énergétique.

En régime permanent :

Puissance consommée à la batterie = (Puissance due à la résistance aérodynamique + puissance due à la résistance au roulement)/(rendement de la chaîne énergétique).

Tu as aussi :

Puissance aérodynamique = 0.5*rho*S*Cx*V^3

Puissance due à la résistance au roulement = M*g*k*V

Rendement = n

On peut dire que (ce sont des ordres de grandeurs) :

rho = 1.2 kg/m^3
S = 2 m^2
Cx = 1
V = 50 km/h = 14.9 m/s
M = 130 kg
g = 9.81 m/s^2
k = 0.004
n = 75 %

Peux-tu, avec ça, me calculer la puissance fournie par la batterie en régime permanent ?

[invite18184c07]

eh beh jamais j'aurais sorti des formule de ouf comme ça, et j'aimerai savoir comment vous avez fait pour les avoir, et comment je pourrais les interpréter

oui, je viens de faire les calculs et j'ai trouvé une puissance consommée par la batterie de 123,728W, je ne sais si j'ai fait une erreur avec les unités

je suis désolé, je vous en demande un peu trop....(snifff) et merci encore

[invite18184c07]

mais il me semble que ces formules sont appliquées en avion, non?

[cedbont]

Je trouve plutôt dans les 5 kW. Quand tu auras trouvé ça, je t'expliquerai.

[invite18184c07]

Je trouve plutôt dans les 5 kW. Quand tu auras trouvé ça, je t'expliquerai.

Je me disais aussi, je viens de trouver une puissance environ égale à 8688W avec V=50km/h=13,9m/s mais avec V=14,9m/s comme vous l'avez mis je trouve à peu près comme vous dans les 5394W

[cedbont]

Ok, je me suis trompé sur le 14.9, c'est bien 50 km/h = 13.9 m/s.

Au final on trouve : 4.1 kW.

La première formule vient bien de l'aéro... mais ça ne s'applique pas seulement aux avions.

La deuxième, ça peut te rappeler les frottements de Coulombs : l'effort tangentiel est proportionnel à l'effort normal avec un coefficient de proportionnalité égal à k ici.

Voilà. Tu as la puissance débitée à la batterie, tu devrais pouvoir dire combien de temps dure cette batterie.

[moijdikssékool]

si la moto est calibrée pour rouler à 50km/h pied au plancher, sa puissance consommée est 12*200 = 2.400w (si les batteries sont montées en parallèles, sinon, ca fait près de 10kw, ce qui est bcp trop pour une vitesse max de 50km/h) à cette vitesse

les batteries contiennent 48Ah (toujours branchées en parallèle), ce qui permet de rouler à50km/h pendant 1/4h (le moteur suce 200A), soit un peu plus de 10km

cependant, au vu de la formule 0.5*rho*S*Cx*V^3 (on arrive à 3.2kw à 50km/h), tu n'attendras pas 50km/h pied au plancher; Donc ton autonomie sera inférieure

[invite18184c07]

Ok, je me suis trompé sur le 14.9, c'est bien 50 km/h = 13.9 m/s.

Au final on trouve : 4.1 kW.

La première formule vient bien de l'aéro... mais ça ne s'applique pas seulement aux avions.

La deuxième, ça peut te rappeler les frottements de Coulombs : l'effort tangentiel est proportionnel à l'effort normal avec un coefficient de proportionnalité égal à k ici.

Voilà. Tu as la puissance débitée à la batterie, tu devrais pouvoir dire combien de temps dure cette batterie.

au fait avec les calculs qu'on vient de faire, j'ai 864Wh pr les batteries et 4,1 kW de la puissance débitée et donc
mon autonomie serait 864/4100=0,197h càd 11,8 min
moi aussi j'ai trouvé à peu près le meme résultat, mais pas de la meme façon et je pensais que c'était faux vu la faible autonomie pour une motocross

[invite18184c07]

si la moto est calibrée pour rouler à 50km/h pied au plancher, sa puissance consommée est 12*200 = 2.400w (si les batteries sont montées en parallèles, sinon, ca fait près de 10kw, ce qui est bcp trop pour une vitesse max de 50km/h) à cette vitesse

les batteries contiennent 48Ah (toujours branchées en parallèle), ce qui permet de rouler à50km/h pendant 1/4h (le moteur suce 200A), soit un peu plus de 10km

cependant, au vu de la formule 0.5*rho*S*Cx*V^3 (on arrive à 3.2kw à 50km/h), tu n'attendras pas 50km/h pied au plancher; Donc ton autonomie sera inférieure

je pensais que les 200A n'étaient valables qu'au démarrage, et puis si on met les batteries en parallèle, la capacité totale de mes 4 batteries est de 72Ah, non?
je suis assez confus quand même vu l'autonomie faible à mon sens

[cedbont]

Le calcul de l'autonomie est correct.

Pour ce qui est des 200 A, ce n'est pas valable en permanence : seulement lorsque le couple max est demandé.

La capacité de la batterie (prise comme la réunion des accumulateurs) est de 72 = 4*18 Ah SOUS 12 V. Elle est de 18 Ah sous 48 V.

[invite18184c07]

Le calcul de l'autonomie est correct.

Pour ce qui est des 200 A, ce n'est pas valable en permanence : seulement lorsque le couple max est demandé.

La capacité de la batterie (prise comme la réunion des accumulateurs) est de 72 = 4*18 Ah SOUS 12 V. Elle est de 18 Ah sous 48 V.

je suis d'accord mais
- est-ce possible d'avoir une autonomie aussi faible pour une motocross?
- sur mon chargeur il indique, 48V; 2,5A; 230VAC; 50-60Hz; 1,3A
alors je suppose que les batteries doivent être couplé en série vu que le chargeur délivre une tension de 48V

[invite18184c07]

eh beh merci beaucoup pour votre aide, et a plus

[invitedbb5457c]

voici le pb: je dois déterminer l'autonomie d'une moto électrique qui doit rouler jusqu'à 50km/h avec un poids total de 80kg

80kg de moto + 80 kg de motard !

50 km/h = 13.9 m/s.
Au final on trouve : 4.1 kW.

Pour donner un ordre de grandeur, un cycliste qui roule au plat à 25km/h a besoin de fournir seulement 500W...
La vitesse a une grosse influence ! A cela j'ajoute le fait que les motards sont plus gros que les cyclistes, et les vélos beacoup plus léger que les motos

[moijdikssékool]

les batteries contiennent 48Ah

arf, c'est 4*18Ah, pas 4*12Ah. Bref, ton autonomie est de 20min/15km

Pour ce qui est des 200 A, ce n'est pas valable en permanence : seulement lorsque le couple max est demandé

pied au plancher, le moteur tire au max. S'il est branché en 12v, sa puissance max sera de 2.400w. Pmax étant 15kw, il pourrait supporter les 4 batteries branchées en série, soit près de 10kw. La vitesse serait d'autant plus élevée, mais l'autonomie en patirait (4fois plus de puissance permet d'aller racine cubique de 4 fois plus vite, 60-70km/h, d'après 0.5*rho*S*Cx*V^3; en allant 1.6fois plus vite et dépensant 4fois plus d'énergie, tu vas 4/1.6fois moins loin, soit 6km)

[invite18184c07]

arf, c'est 4*18Ah, pas 4*12Ah. Bref, ton autonomie est de 20min/15km
pied au plancher, le moteur tire au max. S'il est branché en 12v, sa puissance max sera de 2.400w. Pmax étant 15kw, il pourrait supporter les 4 batteries branchées en série, soit près de 10kw. La vitesse serait d'autant plus élevée, mais l'autonomie en patirait (4fois plus de puissance permet d'aller racine cubique de 4 fois plus vite, 60-70km/h, d'après 0.5*rho*S*Cx*V^3; en allant 1.6fois plus vite et dépensant 4fois plus d'énergie, tu vas 4/1.6fois moins loin, soit 6km)

bonjour,
je suis bien d'accord avec le calcul mais vu que mon chargeur fournit une tension de 48V, est-ce que ce n'est pas pénalisant alors pour mes batteries si elles ne sont qu'à 12V?????

[moijdikssékool]

ca dépend comment tu as branché tes batteries. En parallèle, il faut d'abord les débrancher pour les brancher en série (ainsi la tension aux bornes entre la première et la dernière est 48v) sauf si le contact (celui sur la tableau de bord) coupe les 8 fils provenant des batteries avant leur point de rencontre (à mon avis le contact ne coupe qu'1des2fils qui arrivent au moteur, c'est à dire au moins après ce point de rencontre)

[invite18184c07]

ca dépend comment tu as branché tes batteries. En parallèle, il faut d'abord les débrancher pour les brancher en série (ainsi la tension aux bornes entre la première et la dernière est 48v) sauf si le contact (celui sur la tableau de bord) coupe les 8 fils provenant des batteries avant leur point de rencontre (à mon avis le contact ne coupe qu'1des2fils qui arrivent au moteur, c'est à dire au moins après ce point de rencontre)

ok merci beaucoup

[invite13fddc90]

L'estimation de puissance nécessaire me semble nettement surévaluée.

S = 2m^2 C'est plutôt la surface frontale d'une voiture Celle d'une moto doit tourner autour de 0,5-0,8 m^2.

Le coef Cx = 1, pour les voitures c'est entre 0,20 et 0,45. Le carénage de la moto joue beaucoup là dessus.

Si on prend une surface frontale de 0,8 pour une moto carrénée avec un Cx de 0,45, on obtient :

Ff = 0,5*0,45*1,2*0,8*13,9*13,9 = 41,7 N
Fr = 0,004*160*9,8 = 6,4 N

P = V(Ff + Fr) = 13.9*(41,7 + 6,4) = 669W

Ensuite en tenant compte du rendement : 669/0.75 = 892W

Avec 5Kw on peut faire rouler une petite voiture sur le plat à 70Km/h

Sinon, pourquoi des batteries au plomb? Il existe beaucoup mieux.
Avec du Nickel-Zinc tu double la capacité de ta moto

[invite13fddc90]

80kg de moto + 80 kg de motard !

Pour donner un ordre de grandeur, un cycliste qui roule au plat à 25km/h a besoin de fournir seulement 500W...
La vitesse a une grosse influence ! A cela j'ajoute le fait que les motards sont plus gros que les cyclistes, et les vélos beacoup plus léger que les motos

500W, c'est déjà un gros effort physique ça!
Avec un VTT peut-être, avec un vélo de course non! 25Km/h sur le plat sur ce genre de vélo, c'est de la "ballade".

[invite18184c07]

L'estimation de puissance nécessaire me semble nettement surévaluée.

S = 2m^2 C'est plutôt la surface frontale d'une voiture Celle d'une moto doit tourner autour de 0,5-0,8 m^2.

Le coef Cx = 1, pour les voitures c'est entre 0,20 et 0,45. Le carénage de la moto joue beaucoup là dessus.

Si on prend une surface frontale de 0,8 pour une moto carrénée avec un Cx de 0,45, on obtient :

Ff = 0,5*0,45*1,2*0,8*13,9*13,9 = 41,7 N
Fr = 0,004*160*9,8 = 6,4 N

P = V(Ff + Fr) = 13.9*(41,7 + 6,4) = 669W

Ensuite en tenant compte du rendement : 669/0.75 = 892W

Avec 5Kw on peut faire rouler une petite voiture sur le plat à 70Km/h

Sinon, pourquoi des batteries au plomb? Il existe beaucoup mieux.
Avec du Nickel-Zinc tu double la capacité de ta moto

bonjour,
avec tes calculs je peux avoir une autonomie de 1heure à peu près, ce qui me semble mieux que les 11min que je trouvais avant et merci à tous pour votre aide si précieuse.

Je sais bien que les batteries au plomb sont une contrainte, mais je dois faire avec car on nous l'a imposé. voilà

Merci

[invite13fddc90]

Sinon, comme tu peux le constater sur les calculs, le frottement de roulement est quasi négligeable par rapport aux frottements fluides.

Pour réduire les frottements fluides tu ne peux jouer que sur la surface frontale et l'aérodynamisme. Je te conseillerais donc pour ta moto l'utilisation d'un carénage même léger qui peut grandement améliorer l'aérodynamisme (coefficient Cx dans mes calculs). Tu devrais peut être voir cela avec des gens qui connaissent bien la moto pour pouvoir disposer d'un carénage adapté.
Le carénage augmente aussi la surface frontale, il y a donc un compromis à trouver. Ce qui compte c'est le produit SCx (surface frontale * coeff aérodynamique).

Pour les frottements de roulement attention aux pneus, pour les réduire il faut privilégier des pneus fins et bien gonflés. Attention toutefois à ne pas sacrifier l'adhérence car ça peut être dangereux surtout en moto!

Mais la priorité reste les frottements fluides.

Sinon, tu peux aussi jouer sur le rendement de la chaîne de traction.
Les batteries au plomb ont de mauvais rendement charge-décharge.
Fais attention à ne pas te retrouver avec des batteries qui perdent trop d'énergie.

Sinon, tu utilises un variateur. Quel est son rendement? Es ce vraiment nécessaire? Tu utilises aussi une chaîne? Bref à ce niveau là il faut essayer de jouer sur la qualité des roulements et engrenages pour limiter les pertes et si possible utiliser une transmission plus "directe". L'idéal étant de mettre le moteur carrément dans la roue.

http://www.cyberbougnat.net/Avec-Act...elin,2331.html

C'est pour voiture mais le principe reste le même. Si l'essieu de la roue est le rotor du moteur électrique tu obtient un gain important en rendement global.

Vérifies aussi le rendement de ton moteur électrique car ceux-ci peuvent varier. Un mauvais moteur peut avoir un rendement de 70% tandis que les bons moteurs haut rendement avoisinent les 95%.

Bon, je balance des idées et conseil. Il va sans dire que si ton projet consiste en une réalisation concrète certaines choses sont peut être difficiles à faire comme le moteur-roue.

[invite18184c07]

Sinon, comme tu peux le constater sur les calculs, le frottement de roulement est quasi négligeable par rapport aux frottements fluides.

Pour réduire les frottements fluides tu ne peux jouer que sur la surface frontale et l'aérodynamisme. Je te conseillerais donc pour ta moto l'utilisation d'un carénage même léger qui peut grandement améliorer l'aérodynamisme (coefficient Cx dans mes calculs). Tu devrais peut être voir cela avec des gens qui connaissent bien la moto pour pouvoir disposer d'un carénage adapté.
Le carénage augmente aussi la surface frontale, il y a donc un compromis à trouver. Ce qui compte c'est le produit SCx (surface frontale * coeff aérodynamique).

Pour les frottements de roulement attention aux pneus, pour les réduire il faut privilégier des pneus fins et bien gonflés. Attention toutefois à ne pas sacrifier l'adhérence car ça peut être dangereux surtout en moto!

Mais la priorité reste les frottements fluides.

Sinon, tu peux aussi jouer sur le rendement de la chaîne de traction.
Les batteries au plomb ont de mauvais rendement charge-décharge.
Fais attention à ne pas te retrouver avec des batteries qui perdent trop d'énergie.

Sinon, tu utilises un variateur. Quel est son rendement? Es ce vraiment nécessaire? Tu utilises aussi une chaîne? Bref à ce niveau là il faut essayer de jouer sur la qualité des roulements et engrenages pour limiter les pertes et si possible utiliser une transmission plus "directe". L'idéal étant de mettre le moteur carrément dans la roue.

http://www.cyberbougnat.net/Avec-Act...elin,2331.html

C'est pour voiture mais le principe reste le même. Si l'essieu de la roue est le rotor du moteur électrique tu obtient un gain important en rendement global.

Vérifies aussi le rendement de ton moteur électrique car ceux-ci peuvent varier. Un mauvais moteur peut avoir un rendement de 70% tandis que les bons moteurs haut rendement avoisinent les 95%.

Bon, je balance des idées et conseil. Il va sans dire que si ton projet consiste en une réalisation concrète certaines choses sont peut être difficiles à faire comme le moteur-roue.

au fait le variateur fait aussi partie de ce qui a été imposé, donc voila

mais comme notre moto a déjà été conçu, et il n'y a pas de carénage sur la moto
et est-ce-que cela modifierait les calculs qu'on a fait?

[invite18184c07]

la moto ressemblerait à celle qu'il y a dans la pièce jointe

[invite13fddc90]

Le carénage modifie l'aérodynamisme et donc le coeff Cx dans les équations. Cela peut jouer pour beaucoup car les frottements fluides sont les plus importants pour une moto. Mais il augmente aussi la surface frontale, ce qu'il faut c'est qu'au final le produit S*Cx soit le plus petit possible. Toutes les motos sportives qui sont rapides ont un carénage sinon à grande vitesse les turbulence sont telles que la moto est trop limitée en vitesse. D'ailleurs si tu regardes des catalogues de motos tu devrais voir que les motos sans carénage sont limitées en vitesse max car le frottement fluide est plus important.
A voir donc si il n'est pas possible de monter un carénage dessus et tester si il y a un gain ou non.

[invite18184c07]

J'ai bien compris ce que vous avez voulu dire, mais le problème c'est que le temps nous est compté et j'avais juste à déterminer l'autonomie à partir des données que j'avais, la moto étant déjà conçu et puis la vitesse est limitée à 50km/h, donc je suppose qu'on n'a pas vraiment besoin de carénage