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Récupération d'énergie au freinage



  1. #1
    mohlee

    Récupération d'énergie au freinage


    ------

    Bonjour

    Je suis actuellement sur un projet de véhicule hybride et j'aurais quelques questions sur la récupération d'énergie par le moteur électrique.

    Pour le principe, lorsqu'on appuie sur la pédale de frein, le moteur électrique passe en mode générateur et est donc entraîné par l'inertie du véhicule. Le couple résistant du moteur électrique permet aussi de ralentir donc on utilise moins les freins ...

    Les moteurs électriques sont réglés pour récupérer plus ou moins d'énergie, car plus veut récupérer plus on freine le véhicule et cela peut devenir désagréable si le réglage est mal fait.

    Ma question est de savoir comment ce réglage est fait sur le moteur, et comment peut on espérer quantifier l'énergie récupérée?

    Remarque: pour connaître l'énergie produite par le freinage, il suffit d'appliquer le théorème d'énergie cinétique, ou autre.

    Merci d'avance

    -----

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  3. #2
    Zozo_MP

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Bonjour

    Vous avez raison sur le principe mais la mise en oeuvre et plus astucieuse que cela.
    Je vous invite à regarder de ce point de vue le système de freinage de la Prius (il y a en d'autres nous sommes d'accord).

    En résumé dès que votre pied appui sur la pédale les freins à disques ne sont pas actionné mais c'est le moteur électrique qui assure le freinage (ou les moteurs dans les roues) de plus en plus fort en fonction de la pression exercé sur la pédale.

    Les moteurs électriques sont réglés pour récupérer plus ou moins d'énergie, car plus veut récupérer plus on freine le véhicule et cela peut devenir désagréable si le réglage est mal fait.
    Ce n'est pas plus ou moins mais c'est toujours récupérer le maximum.

    Au delà d'une certaine pression les freins à disque entre en action, mais sont moins sollicités puisque le moteur électrique reste actif au maximum jusqu'à un certain degrès de rotation des roues. Cela est comparable au freinage avec ou sans frein moteur.
    Tout cela est piloté par un système complexe de palpeurs et d'ordinateurs couplé avec l'ABS et l'EPS. Il n'y a aucun accoup sauf lorsque l'EPS s'enclenche.

    Cordialement

  4. #3
    Zozo_MP

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Bonjour

    Vous devez faire la distinction entre l'énergie cinétique et l'énergie potentielle. Car ce n'est pas la même gestion, de la récupération de l'énergie et de l'utilisation du moteur de propulsion.

    Cordialement

  5. #4
    mohlee

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Merci pour toutes ces précisions.

    J'aimerais savoir ce qui se passe lorsque le conducteur lâche la pédale d'accélérateur sans appuyer sur le frein. L'inertie du véhicule entraîne les deux moteurs, donc leur couple résistant ralentit la voiture. Est ce qu'il y récupération d'énergie pendant ce moment?

    Pour ce qui est des voitures électriques, l'un de leurs défauts étaient que lorsque le conducteur lâche la pédale de frein, la voiture ralentissait très fort. Ceci était du à un système de récupération d'énergie trop "agressif". Ce problème a apparemment été règlé notamment sur la Th!nk.
    Est ce que la régénération au freinage fonctionne de la même façon pour les voitures électriques?

    Zozo_MP, je n'ai pas bien compris le sens de votre dernière remarque. L'énergie cinétique est due à la masse et à la vitesse du véhicule, le moteur électrique peut récupérer une partie de cette énergie. Je ne vois pas ce que l'énergie potentielle vient faire ici. Pouvez vous me donner plus de précisions.

    Merci d'avance

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Zozo_MP

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Citation Envoyé par mohlee Voir le message
    J'aimerais savoir ce qui se passe lorsque le conducteur lâche la pédale d'accélérateur sans appuyer sur le frein. L'inertie du véhicule entraîne les deux moteurs, donc leur couple résistant ralentit la voiture. Est ce qu'il y récupération d'énergie pendant ce moment?
    Désolé de reprendre l'exemple de la Prius mais le système et bi-moteur thermique et électrique et aucun de ces deux moteurs n'est en connection directe avec les roues. Cela passe par une train épicycloïdale très astucieux.
    Qui permet de recharger de recharger les batteries quand le moteur est moins sollicité en phase de croisière.
    En cas de décellération sans pédale de frein l'ordinateur indique au moteur électrique de produire de l'électricité et le train épi augmente les forces permettant de faire tourner le moteur électrique puisqu'il y a frein moteur coté thermique (je devrais dire alternateur dans ce mode là).


    lorsque le conducteur lâche la pédale de frein, la voiture ralentissait très fort. Ceci était du à un système de récupération d'énergie trop "agressif".
    Est ce que la régénération au freinage fonctionne de la même façon pour les voitures électriques?
    Non voir ci-dessus le rôle de l'ordinateur et du épicycl pour les véhicules hybrides.
    Dans le cas des voitures électriques il n'y avait pas d'intermédiaire entre le moteur et la roue. Ce qui explique que les réactions étaient plus directes avec en plus le point de passage moteur à alternateur avec un certain temps de latence. Là aussi l'ordinateur et les sytèmes électriques de puissances ont permis de supprimer ce problème.



    je n'ai pas bien compris le sens de votre dernière remarque. L'énergie cinétique ........... Je ne vois pas ce que l'énergie potentielle vient faire ici.

    l'energie cinetique Explication : vous avez un voiture qui roule sur le plat à 60 km/h vitesse stabilisé avec vitesses au point mort.
    Vous freinez brutalement et passez de 60 Km à 0 Km/h en quatre secondes.
    Ce que vous avez récupéré et l'énergie cinétique.

    l'énergie potentielle vous avez un voiture qui roule à 60 Km/h mais descend d'une montagne (le col du Lauraret pour les cyclistes).
    Comme vous ne voulez pas dépasser les soixante Km/h vous demandez au système de freinage électrique de ralentir la voiture pour qu'elle conserve cette vitesse.
    Comme la descente fait plusieurs kilomètres pendant tout le temps de la descente vous récupérez cette énergie potentielle. Mais vous avez eu une vitesse stabilisé à 60 sans freiner.

    Cordialement

  8. #6
    chatelot16

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    le moteur electrique peut recuperer toute l'energie cinetique ( au rendement pres ) a condition de commencer de freiner longtemps a l'avance pour ne pas avoir a freiner trop fort : si on freine trop fort la puissance recuperé depasse la puissance admissible par la batterie , et les frein mecanique doivent servir

    vouloir trop recuperer dans la batterie serait catastrophique pour sa durée de vie

    une voiture 100% electrique a une grosse batterie donc peut recuperer plus , mais elle est plus lourde , il y a plus a recuperer , et on ne preut toujours pas tout recuperer dans les freinage en catastrophe

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  10. #7
    Zozo_MP

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Bonjour chatelot16

    Citation Envoyé par chatelot16 Voir le message
    si on freine trop fort la puissance recuperé depasse la puissance admissible par la batterie ,

    vouloir trop recuperer dans la batterie serait catastrophique pour sa durée de vie
    Ce que tu dis est vrai en théorie mais les industriels on contourné le problème depuis un moment soit en mettant des systèmes mécaniques à inertie, soit car cela paraît plus simple des super-condensateurs. Le super-condensateur peut être chargé brutalement et recharge tranquillement la batterie derrière à l'optimum de son mode de chargement selon sa technologie.


    Quand à l'équilibre entre récupération d'énergie et utilisation des freins c'est ce que j'ai indiqué dans mon précédent post.

    Tu me pardonneras de ne pas t'avoir cité pour la différence énergie cinétique et potentielle


    on ne preut toujours pas tout recuperer dans les freinage en catastrophe
    Quand au mode panique le système de récupération fonctionne aussi dans ce cas en complément du frein voir mon post précédent.

    Cordialement

  11. #8
    mohlee

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Merci pour toutes ces réponses.

    J'y vois un peu plus clair à présent. En fait, l'agressivité que l'on ressent plus ou moins lors des décélérations dépend principalement de la mécanique employée pour accoupler le moteur électrique à la chaîne de traction.
    Le moteur électrique est une machine totalement réversible (au rendement près) et peut donc en théorie récupérer toute l'énergie cinétique au freinage (tant que les freins ne sont pas activés, auquel cas l'énergie est répartie entre les deux).

    Le rendement d'un moteur électrique est de l'ordre de 90 - 95 % en mode moteur et de 65-70% en mode alternateur, le reste se retrouve sous forme de chaleur.

    Merci, je vais pouvoir me lancer dans les calculs.

  12. #9
    EspritTordu

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Pourquoi le rendement n'est-il pas symétrique? A cause d'un pont de diode?

  13. #10
    mohlee

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Les pertes dans un alternateur sont de plusieurs types:

    - pertes mécaniques et aérodynamiques:ce sont essentiellement les pertes dues au roulement
    - pertes Joule dans la bobine excitatrice, les bagues et les balais, le régulateur
    - pertes Joule statoriques
    - pertes Joule dans le pont de diodes
    - pertes fer: pertes par hystérésis, courant de Foucault, par excès

    Il y a des alternateurs qui peuvent tout de même atteindre 85% de rendement (Valeo et son alterno-démarreur).

  14. #11
    EspritTordu

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Un moteur électrique et un alternateur partage beaucoup de ces pertes, non?
    La seule qui les distingue, c'est le pont de diode (les autres étant aussi le défaut d'un moteur électrique)?

  15. #12
    mohlee

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    En théorie les pertes sont les mêmes que le moteur électrique soit moteur ou générateur ou moteur. Des pertes supplémentaires sont causées par l'électronique de puissance, et les diodes font partie des composants qui engendrent les plus grosses pertes.
    En fonction de la technologie du moteur employée, il sera mieux adapté à un type de fonctionnement qu'à un autre (pour les moteurs alternatifs).

    Le rendement que j'ai donné pour l'alternateur est pour un alternateur à griffes.



    Exemple: les moteurs synchrones sont pluus utilisés en générateur et les moteurs asynchrones sont plus répandu en utilisation moteur.

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  17. #13
    EspritTordu

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Merci pour ces quelques précisions.

  18. #14
    Hugo1789

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    Bonjour à tous.

    J'aurai aimé savoir comment fonctionnait la recharge de la batterie sur la Prius.

    Est-elle rechargée à tension ou intensité, constante ou variable?

    ou fait-elle d'abord une charge à intensité constante, puis finit de charger la batterie à tension constante, comme pour une batterie au plomb?

    Merci beaucoup d'avance!

  19. #15
    Hugo1789

    Re : Récupération d'énergie au freinage

    personne pour un peu d'aide? merci!

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