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Rozlou

Combien consommeraient nos voitures électriques sans régénération ?

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Bonjour à tous,


Pour apporter des éléments de réponse à cette question, j’ai utilisé la base de données que je constitue au fur et à mesure de l’usage de mon Kia e-Niro depuis maintenant deux ans.
Pour l’occasion, j’ai particulièrement analysé les données issues de mon module On Board Diagnostics (OBD) pour 135 trajets représentatifs de l’usage de mon véhicule. Ces 135 trajets ont été effectués entre mai 2020 et avril 2021, et totalisent 16000km.
Le module OBD et son logiciel d’extraction donnent accès pour chaque trajet à l’énergie sortant de la batterie « Es », et l’énergie entrant dans la batterie « Ee ». Quand on n’effectue pas de recharge pendant le trajet, l’énergie régénérée « Er » est égale à « Ee ». Quand on fait une recharge pendant le trajet, l’énergie régénérée « Er » est égale à « Ee » moins l’énergie injectée « Ei » lors de cette recharge intermédiaire, Er=Ee-Ei. Le taux de régénération « Tr » est égal à Tr=Er/Es.
L’énergie consommée sur un trajet compte tenu de la régénération est égale à Es-Er. L’énergie qui aurait été consommée en absence de régénération est égale à « Es ». L’augmentation relative de consommation « Ac » en l’absence de régénération est donc égale à Ac=Er/(Es-Er). On peut aussi l’exprimer en fonction du taux de régénération « Tr » : Ac=Tr/(1-Tr).


Le taux de régénération dépendant du type de trajet effectué, j’ai été amené à classer mes trajets en trois catégories :
- les trajets « ville », de distance moyenne 16km, parcourus à la vitesse moyenne de 21km/h
- les trajets « campagne », de distance moyenne 42km, parcourus à la vitesse moyenne de 35km/h
- les trajets « route et voie rapide », de distance moyenne 400km, parcourus à la vitesse moyenne de 78km/h.


Résultats :

Le taux de régénération obtenu pour mes trajets en ville est en moyenne de 26%, pour mes trajets en campagne de 23%, et pour mes trajets sur route et voie rapide de 7%. En prenant en compte la proportion des différents types de trajet dans l’usage de ma voiture, le taux moyen de régénération global ressort pour moi à 11%.

En conséquence, en absence de régénération, l’augmentation relative de consommation en ville serait de 35%, en campagne elle serait de 30%, et sur route et voie rapide elle serait de 8%. En prenant en compte la proportion des différents types de trajet dans l’usage de ma voiture, l’augmentation relative de consommation en l’absence de régénération serait en moyenne de 12% pour moi.

 

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Détails et graphiques
Voici d’abord la caractérisation des 135 trajets sur lesquels j’effectue cette analyse. Ci-dessous la représentation de ces trajets dans un plan (distance, vitesse).

Rozlou_Analyse-Regeneration_Caracterisation-Trajets.thumb.jpg.e90b71c3d551dd576ec3e0b6818ef933.jpg

 

Je distingue les trajets par leurs caractéristiques principales. Je retiens trois catégories.
-    Catégorie « ville » : 41 trajets d’une distance allant de 3 à 48km, parcourus à une vitesse moyenne allant de 8 à 23km/h, pour lesquels la consommation a été de 10 à 15.9kWh/100km
-    Catégorie « campagne » : 62 trajets d’une distance allant de 8 à 207km, parcourus à une vitesse moyenne allant de 23 à 59km/h, pour lesquels la consommation a été de 9.6 à 12.6kWh/100km
-    Catégorie « route et voie rapide » : 32 trajets d’une distance allant de 334 à 577km, parcourus à une vitesse allant de 62 à 89km/h, pour lesquels la consommation a été de 13.4 à 18kWh/100km.

 

Ci-dessous le diagramme montrant le taux de régénération en fonction du type et de la vitesse des trajets.

Rozlou_Analyse-Regeneration_Regeneration-Fonction-Vitesse.thumb.jpg.317c8f9dcbf15b6ffa1fb7cea0803444.jpg

 

On voit que le taux de régénération le plus élevé (26% en moyenne pondérée par les km) est obtenu pour les trajets en ville, à cause des nombreux ralentissements (feux, stops, etc). Les trajets en campagne présentent un taux de régénération un peu moins élevé (23% en moyenne), liée à la sinuosité de la route, aux ronds-points, et à l’éventuel dénivelé. Enfin ce sont pour les trajets en route et voie rapide que le taux de régénération est le plus faible (7% en moyenne), car ils sont en général effectués à vitesse plus constante, sur des profils nécessitant en général un minimum de puissance de traction pour tenir la vitesse souhaitée.

 

Intéressons nous maintenant avec le graphique ci-dessous à l'augmentation de consommation qui résulterait de l'absence de régénération.

Rozlou_Analyse-Regeneration_Augmentation-Consommation-Sans-Regeneration-Fonction-Vitesse.thumb.jpg.c80e3b06a47f0bc6991baa8c15547392.jpg


L’allure du diagramme montrant l’augmentation de consommation « Ac » en fonction du type et de la vitesse des trajets est très semblable à celle du diagramme montrant le taux de régénération « Tr » en fonction des mêmes variables, à un niveau toutefois plus élevé. Rappelons que les deux sont liés par la relation Ac=Tr/(1-Tr). Ac est toujours supérieur à Tr (car 1-Tr est toujours plus petit que 1).


Exemple numérique.

Prenons un trajet de 20km, pour lequel la consommation (tenant compte de la régénération) est de 15kWh/100km, et pour lequel le taux de régénération est de 25%. L’énergie nette consommée « Es-Ee » est alors égale à 3kWh (15kWh pour 100km donne 3kWh pour 20km). « Es » (énergie brute) est égale à 4kWh et « Ee » (énergie régénérée) à 1kWh (le taux de régénération est bien égal à 1kWh/4kWh = 25%). En l’absence de régénération, l’énergie consommée aurait été de 4kWh (au lieu de 3 avec régénération), soit une augmentation de 33%. Exprimée dans l’unité habituelle, la consommation passerait de 15kWh/100km à 20kWh/100km.


Voici ci-dessous le diagramme montrant la consommation qui serait obtenue sans régénération, en fonction de la consommation avec régénération, pour les différents trajets analysés, classés dans les trois grands types.

Rozlou_Analyse-Regeneration_Conso-Sans-Fonction-Conso-Avec.thumb.jpg.2f2f35205247d5967ca39235fea59db3.jpg


On a matérialisé la diagonale « conso sans régénération = conso avec régénération ». Sans surprise, tous les points sont situés au-dessus de cette diagonale : la « conso sans » serait toujours supérieure à la « conso avec ». On voit que c’est pour les trajets sur route et voie rapide que les points sont les plus proches de la diagonale, c’est pour ces trajets que la régénération apporte le moins.


Enfin on a repéré par une croix noire le point dont l’abscisse correspond la consommation annuelle globale de mon e-Niro (14,2kWh/100km). Compte tenu de la proportion des différents trajets que j’effectue, 75% sur route et voie rapide, 18% en campagne, 7% en ville (ces % étant des moyennes pondérées par les km effectués), la consommation moyenne que j’aurais obtenue sans aucune régénération aurait été proche de 15,9kWh/100km : c’est l’ordonnée du point repéré par la croix noire. La régénération me fait gagner globalement 12% sur ma consommation en moyenne sur l’ensemble de mes parcours.

 

Remarques et commentaires bienvenus !
 

Modifié par Rozlou

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Ouch, ça décoiffe 👏

 

Pourrais tu préciser ton style de conduite stp ?

es tu plutôt sur un style "one pedal" donc ton niro est tjrs en accélération ou regen/freinage ?

ou es tu plutôt du style à considérer "que le meilleur gain est de ne pas dépenser d'énergie inutile" ? donc tu utilises peut être aussi la position "N" de temps en temps

ou autre ?

 

c'est seulement pour caractériser tes chiffres par rapport à la pratique de chacun pour savoir si on bénéficie potentiellement de plus de regen (option1) ou moins (option 2)

 

 

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Il y a 3 heures, flo18 a dit :

Pourrais tu préciser ton style de conduite stp ?

es tu plutôt sur un style "one pedal" donc ton niro est tjrs en accélération ou regen/freinage ?

ou es tu plutôt du style à considérer "que le meilleur gain est de ne pas dépenser d'énergie inutile" ? donc tu utilises peut être aussi la position "N" de temps en temps

ou autre ?

Bonjour @flo18

 

Sur le e-Niro, j’ai adopté un style de conduite type écoconduite : vitesse modérée, anticipation maximale, élimination autant que possible des accélérations inutiles et freinages inutiles (même régénératifs). Bien sûr la conduite est un compromis, et il faut parfois mettre un bémol sur l’écoconduite en fonction de la circulation.


Je roule en « mode Eco », avec la régénération la plupart du temps au « niveau zéro » de façon à profiter au maximum de l’inertie de la voiture, en particulier sur le plat (un peu comme on roule en vélo). Je gère les ralentissements indispensables essentiellement avec les palettes, avec le pied au-dessus de la pédale de frein pour être prêt à ralentir plus rapidement ou plus fortement en cas de besoin.

J'évite d'utiliser le mode N en roulant, même si ça permettrait de gagner encore un peu d'inertie (le lâcher d'accélérateur en "mode zéro"  conduit à une petite régénération de 1 à 4kW suivant la vitesse), car je trouve que ce n'est pas très sécurisant (en cas de besoin de réaccélération), voire contreproductif (mobilisation des freins mécaniques en cas de besoin de ralentissement non anticipé).


Sur voie rapide et sur l’autoroute, je roule au régulateur calé à une vitesse jamais au-dessus de 110km/h, avec le régulateur adaptatif en fonctionnement (distance de suivi réglée sur 4 « bâtons »). Quand vient le moment de doubler un véhicule plus lent, il m’arrive d’accélérer jusqu’à 120 ou plus pour mieux m’insérer dans la file de gauche. Je retourne ensuite sagement dans la file de droite à ma vitesse de croisière.

 

En hiver, j'utilise le chauffage de façon parcimonieuse, en calant la consigne rarement au-dessus de 19°. J'utilise la clim ponctuellement, essentiellement pour désembuer le parebrise les jours de pluie.

 

A+

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Le 29/04/2021 à 14:44, Rozlou a dit :

Bonjour à tous,


Pour apporter des éléments de réponse à cette question, j’ai utilisé la base de données que je constitue au fur et à mesure de l’usage de mon Kia e-Niro depuis maintenant deux ans.
Pour l’occasion, j’ai particulièrement analysé les données issues de mon module On Board Diagnostics (OBD) pour 135 trajets représentatifs de l’usage de mon véhicule. Ces 135 trajets ont été effectués entre mai 2020 et avril 2021, et totalisent 16000km.
Le module OBD et son logiciel d’extraction donnent accès pour chaque trajet à l’énergie sortant de la batterie « Es », et l’énergie entrant dans la batterie « Ee ». Quand on n’effectue pas de recharge pendant le trajet, l’énergie régénérée « Er » est égale à « Ee ». Quand on fait une recharge pendant le trajet, l’énergie régénérée « Er » est égale à « Ee » moins l’énergie injectée « Ei » lors de cette recharge intermédiaire, Er=Ee-Ei. Le taux de régénération « Tr » est égal à Tr=Er/Es.
L’énergie consommée sur un trajet compte tenu de la régénération est égale à Es-Er. L’énergie qui aurait été consommée en absence de régénération est égale à « Es ». L’augmentation relative de consommation « Ac » en l’absence de régénération est donc égale à Ac=Er/(Es-Er). On peut aussi l’exprimer en fonction du taux de régénération « Tr » : Ac=Tr/(1-Tr).


Résultats :

Le taux de régénération obtenu pour mes trajets en ville est en moyenne de 26%, pour mes trajets en campagne de 23%, et pour mes trajets sur route et voie rapide de 7%. En prenant en compte la proportion des différents types de trajet dans l’usage de ma voiture, le taux moyen de régénération global ressort pour moi à 11%.

En conséquence, en absence de régénération, l’augmentation relative de consommation en ville serait de 35%, en campagne elle serait de 30%, et sur route et voie rapide elle serait de 8%. En prenant en compte la proportion des différents types de trajet dans l’usage de ma voiture, l’augmentation relative de consommation en l’absence de régénération serait en moyenne de 12% pour moi.

 

Remarques et commentaires bienvenus !
 

Bravo pour cet enorme travail !

Je note ces taux de regeneration.

J'ai une question étant nouveau proprio d'un EV (Kona) : 

Une batterie se charge mieux quand elle est à 25°. Est-ce que du coup, les températures jouent aussi un rôle dans l'efficacité de la régénération ?

Encore bravo.

Bonne soirée.

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Le 18/05/2021 à 23:24, Midge a dit :

Est-ce que du coup, les températures jouent aussi un rôle dans l'efficacité de la régénération ?

oui bien sûr mais dans une moindre mesure que le SoC (si batterie à 98%).

Je m'en suis rendu compte en descendant de la montagne un matin avec ma batterie a 90% alors que ma TM3 avait dormi la nuit dehors (nuit froide).

Pour un kona/niro je ne sais pas si la chimie serait autant ou moins sensible au froid. Mais elle y sera sensible c'est certain.

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Bonjour, 

 

Tout d'abord bravo pour le travail réalisé : méthode scientifique argumentée et vulgarisée. Nickel. 

 

Je n'ai pas la même auto que toi, je me permets donc de te demander si sur la e-Niro tu as un affichage sur l'ordinateur de bord (ou à partir du module OBD, peu importe) de l'énergie totale récupérée à la regénération ? Et si oui, est-ce que tu as alors une donnée du même ordre de grandeur que tes calculs ? 

 

La réponse n'est bien sûr pas directement transposable à ma Mégane plug-in, mais je n'ai pas (pour l'instant ?) d'autre information qui me permettrait d'accorder ou pas du crédit à l'information affichée par Titine : 56 kWh récupérés au total sur une distance totale de 1100 km (dont 770 en électrique) avec une conso électrique moyenne de 17,8 kWh / 100 km

 

Sauf erreur dans mes calculs ou mon raisonnement, j'arrive à une récupération de 56 / (1100/100) = 5,1 kWh / 100 km. Et le taux de récupération serait alors de 5,1 / 17,8 = 29%. Trop beau pour être vrai.

 

Mais il est vrai que sur mon PHEV, il faut aussi considérer 1,7 litre d'essence aux 100 km, soit (si j'en crois des abaques trouvées sur le net) :

 - 1,7 x 9,8 kWh (pouvoir calorifique brut d'un litre d'essence) => 16,7 kWh / 100 km (brut)

 - 1,7 x 9,8 kWh x 0,3 (rendement d'un moteur essence 30%) => 5 kWh / 100 km (net)

 

Donc selon qu'on prenne en compte les kWh bruts ou nets issus de l'essence, on arrive à :

 -  17,8 kWh élec + 16,7 kWh "essence" brulés = 35,5 kWh total => rendement de la récupération = 5,1 / 35,5 = 14 % 

 -  17,8 kWh élec + 5 kWh "essence" à la roue = 22,8 kWh total => rendement de la récupération = 5,1 / 22,8 = 22 %

 

Avec les 14% de récupération si on considère les kWh "bruts" de l'essence, on arrive bien à un ordre de grandeur similaire au tien (sachant que je n'ai pas encore fait de vrais trajets route/autoroute durant mes 1100 premiers km, pas étonnant que ça soit un peu au-dessus puisque c'est là que la régénération est la plus faible). 

 

PS : petite question subsidiaire par rapport à mes alternatives kWh essence "brulés" vs "à la roue" : qu'en est-il du rendement 'un moteur électrique entre la puissance ingérée depuis la batterie et celle restituée à la roue ?

On ne parle pas ici du rendement de la charge en elle-même (j'ai vu un chiffre de 85% pour la charge, ça vous parait plausible ?)

 

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