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Watt_Else?

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Salut à tous,

 

Je propose d'ouvrir un topic (si pas déjà fait, mais j'ai pas eu le temps de vérifier les 76 pages du forum) sur la technique de la Model 3.

 

Ici, il s'agit de partager et d'exploiter les données que nous avons de notre auto, quelles qu'en soient les sources (officielles, relevées par le CAN, officieuses) ou de discuter librement de solutions techniques retenues par Tesla, pouvant expliquer leur avance sur la concurrence.

 

Pour lancer le sujet, j'ai une confirmation de l'aéro officielle annoncée: le Cx de 0.23 est presque atteint sur le véhicule qui a été mesuré par ma "source" (roues de 18p). C'est un bel exploit dans le monde auto (la réf des véhicules de grande diffusion pour moi).

Je creuse pour avoir les données pour le 19p.

 

Avec une surface frontale à 2.23m², cela donne un SCx de 0.53m² et donc une trainée aéro en fonction de la vitesse comme suit pour différentes Tair (valable à 0m, Patmo 1013mbars).

 

En parallèle, je suis en train d'essayer de préciser les résistances au roulement des différentes montes pneu.

 

 

 

Trainée_aéro_TM3.JPG

Modifié par Watt_Else?
Erreur dans le graphe ==> rectifiée

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il y a 36 minutes, alfniev a dit :

Ce que je retiens , c'est que l'on multiple la conso par 2 , en roulant a 140km/h par rapport a 100km/h

Oui, à ces vitesses auxquelles la trainée aérodynamique est prépondérante, la consommation est proportionnelle au carré de la vitesse (et 140² = 1,96 * 100²).

 

Notons en passant que la puissance est, elle, proportionnelle au cube de la vitesse, il faut donc 2,7 fois plus de puissance pour rouler à 140 km/h que pour rouler à 100 km/h.

Modifié par Remy

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il y a 54 minutes, alfniev a dit :

Tu peux monter la courbe jusqu’à 260 km/h , cela fera plaisir a ceux qui ont craqué pour une perf.

 

Ce que je retiens , c'est que l'on multiple la conso par 2 , en roulant a 140km/h par rapport a 100km/h

Le soucis est que je n'ai pas l'aéro d'une Perfo (roues différentes, abaissée et aileron arrière... ;) ).

 

ça fait beaucoup d'imprécisions pour extrapoler quelque chose de pertinent (de mon point de vue!)

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Toujours concernant l'aéro et pour ceux que ça intéresse, j'ai aussi les coeff de portance avant et arrière: 0.12 et 0.3

 

Plus de portance à l'arrière, ce que la silhouette de l'auto génère naturellement (de ma maigre expérience en aéro). Le déséquilibre important entre l'avant et l'arrière montre de mon point de vue qu'ils n'ont pas cherché à travailler cela (en même temps, vu le poids de l'auto, cela fait 126kg de délestage sur le train arrière à 200km/h (32kg à 100km/ et 171 à 233km/h)... Vu que l'auto doit avoir un peu moins d'1t sur le train arrière, l'impact de cette portance sur la stabilité du train arrière doit être contenue par rapport à ce qui existe déjà dans la rue (moindre portance sur le train arrière, mais masse moindre également...).

 

Ceci explique aussi très probablement l'aileron sur la Performance qui va plus vite (avec le même Cz_Ar, une Performance aurait 223kg de délestage sur le train arrière... Visiblement trop pour Tesla!

 

Côté pneus, ce que j'ai comme informations provient des classes de résistance au roulement des pneus.

Un Michelin Primacy 18p est annoncé "B" en 2ème monte (comme le Hancook Ventus S1 evo3 19p), donc son "Crr" doit être compris entre 6.6 et 7.7kg/t (kg de résistance par tonne portée)

Le même pneu en 19p, monte d'origine Volvo, est annoncée "A", donc son Crr est inférieur à 6.5kg/t

 

Le Pirelli 20p 2ème monte est annoncé à "C", donc son Crr est compris entre 7.8 et 9kg/t.

Le Michelin 20p 2ème monte est donnée pour "E", donc son Crr est supérieur à 10.6kg/t.

Ceci implique qu'en montant un Michelin plutôt qu'un Pirelli, vous aurez une perte de minimum 1.7kg/t sur le Crr, soit 19% de plus de résistance au roulement (en 1ère approche, on peut la considérer proportionnelle à la vitesse)!!!

 

Je ferai une feuille excel qui doit permettre d'estimer les impacts autonomie en fonction des choix de pneus et de la vitesse véhicule, si ça en intéresse certains! :)

 

 

PS: si je précise 1ère ou 2ème monte, c'est que les pneus 1ères monte sont spécifiques, c'est-à-dire qu'ils sont produits par le manufacturier de pneu pour envoi en usine terminale. Ce ne sont pas exactement les mêmes pneus que vous retrouverez en 2ème monte par la suite (pour les distinguer, vous verrez un point de peinture sur le flanc des pneus 1ère monte).

 

Modifié par Watt_Else?

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Hello,

Concernant le Cx de la Model 3, 0.23 est une valeur atteinte aujourd'hui par d'autres véhicules (Alfa Romeo Guilia, Audi A4 Berline).

On atteint même 0.22 sur Mercedes CLA ou Porsche Taycan.

Pour ton graphe, je le passerai en Watts. Ca serait encore plus parlant.

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il y a 10 minutes, Avydéas a dit :

Hello,

Concernant le Cx de la Model 3, 0.23 est une valeur atteinte aujourd'hui par d'autres véhicules (Alfa Romeo Guilia, Audi A4 Berline).

On atteint même 0.22 sur Mercedes CLA ou Porsche Taycan.

Pour ton graphe, je le passerai en Watts. Ca serait encore plus parlant.

En aviation on ne parle que de coefficient de traînée, pourquoi ce serait different en voiture?

L'impact des traînées est important sur la vitesse et la consommation, volets, vol dissymétrique, génération de turbulence etc. Ajouter des garde boue, aileron arrière, galerie etc impacte la conso en augmentant le Scx.

 

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il y a 14 minutes, Avydéas a dit :

Hello,

Concernant le Cx de la Model 3, 0.23 est une valeur atteinte aujourd'hui par d'autres véhicules (Alfa Romeo Guilia, Audi A4 Berline).

On atteint même 0.22 sur Mercedes CLA ou Porsche Taycan.

Pour ton graphe, je le passerai en Watts. Ca serait encore plus parlant.

En effet pour le Cx, mais ce sont des versions bien particulières (hors Taycan), très orientée conso et avec de l'aéro "dynamique" (volets pilotés notamment), ce qui a un coût en prix de revient fonctionnel! ;)

 

Pour le graphe en Watt, je vais en effet faire évoluer ma feuille vers cette solution-là également.

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il y a 2 minutes, BRETON38 a dit :

En aviation on ne parle que de coefficient de traînée, pourquoi ce serait different en voiture?

L'impact des traînées est important sur la vitesse et la consommation, volets, vol dissymétrique, génération de turbulence etc. Ajouter des garde boue, aileron arrière, galerie etc impacte la conso en augmentant le Scx.

 

Sois tu n'as pas cité le bon message, soit je ne comprends pas le sens de ta réponse par rapport à mon message. Eclaire-moi stp.

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Salut @Watt_Else? c'est une bonne initiative.

J’avais publié quelques graphes qui se sont un peu perdus dans le flot des discussions.

J'avais fait un programme pour tracer la puissance en fonction de la vitesse.

Il semblait assez réaliste sur les hautes vitesses, mais pas vraiment sur les basses.

 voilà mon programme de base :

%% paramètres
clear
vitesse=260;
SOC100=72e3;
cx=0.23; %Tesla 0.23, e208 scx =0.62
s=2.17;% tesla 2.17

%cx=1
%s=0.62
Crr=0.008; % coeff frottement roue Crr=0.008
%Crr= 0.00615; %Bridgestone B381 P185/70R14
%Crr= 0.00825; %Continental ContiTouring Contact CH95 P205/55R16
m=1930;%1455+80 %1930; %masse + conducteur Tesla 1840 e208=1455
P0=500; %puissance consommée statique

pression=101325; % pression en pa 
tk=273.15+25; % température
ro=1.293*(273.15/tk)*(pression/101325);%Masse volumique de l'air 
g=9.8;
%% calculs
for vit=1:vitesse
    Paero=0.5*ro*s*cx*(vit/3.6)^3;
    Proulement=Crr*m*g*vit/3.6;
    Ptotale=Paero+Proulement+P0;
    Ptkw=Ptotale/1000;
    Ptfigure(vit)=Ptotale/1000;
    Pafigure(vit)=Paero/1000;
    Prfigure(vit)=Proulement/1000;
    autonomie(vit)=100.*SOC100./Ptotale;
end
%% affichage
hold on
plot(Ptfigure,'color','r','LineWidth',2,'DisplayName','Puissance totale')
plot(Pafigure,'color','b','DisplayName','Puissance aérodynamique')
plot(Prfigure,'color','k','DisplayName','Puissance frottement')
title('Puissance en fonction de la vitesse Tesla M3')
xlabel('Vitesse en kmh')
ylabel('Puissance en kW')
grid on
grid minor

 

courbes_puissance_temperature.png

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Il y a 1 heure, Watt_Else? a dit :

Toujours concernant l'aéro et pour ceux que ça intéresse, j'ai aussi les coeff de portance avant et arrière: 0.12 et 0.3

 

Plus de portance à l'arrière, ce que la silhouette de l'auto génère naturellement (de ma maigre expérience en aéro). Le déséquilibre important entre l'avant et l'arrière montre de mon point de vue qu'ils n'ont pas cherché à travailler cela (en même temps, vu le poids de l'auto, cela fait 126kg de délestage sur le train arrière à 200km/h (32kg à 100km/ et 171 à 233km/h)... Vu que l'auto doit avoir un peu moins d'1t sur le train arrière, l'impact de cette portance sur la stabilité du train arrière doit être contenue par rapport à ce qui existe déjà dans la rue (moindre portance sur le train arrière, mais masse moindre également...).

 

Ceci explique aussi très probablement l'aileron sur la Performance qui va plus vite (avec le même Cz_Ar, une Performance aurait 223kg de délestage sur le train arrière... Visiblement trop pour Tesla!

 

Côté pneus, ce que j'ai comme informations provient des classes de résistance au roulement des pneus.

Un Michelin Primacy 18p est annoncé "B" en 2ème monte (comme le Hancook Ventus S1 evo3 19p), donc son "Crr" doit être compris entre 6.6 et 7.7kg/t (kg de résistance par tonne portée)

Le même pneu en 19p, monte d'origine Volvo, est annoncée "A", donc son Crr est inférieur à 6.5kg/t

 

Le Pirelli 20p 2ème monte est annoncé à "C", donc son Crr est compris entre 7.8 et 9kg/t.

Le Michelin 20p 2ème monte est donnée pour "E", donc son Crr est supérieur à 10.6kg/t.

Ceci implique qu'en montant un Michelin plutôt qu'un Pirelli, vous aurez une perte de minimum 1.7kg/t sur le Crr, soit 19% de plus de résistance au roulement (en 1ère approche, on peut la considérer proportionnelle à la vitesse)!!!

...

Tes remarques sont super intéressantes @Watt_Else?

Je comprends mieux deux chose : 

- la stabilité impressionnante de ma voiture (TM3P) lorsque je suis monté à plus de 230km/h sur Autobahn, 

- la sensation de léger louvoiement du train arrière lors d'un freinage très appuyé  de 235 à 130 : le train arrière a dû bien se délester ! 

 

Concernant les pneus Michelin 20p Pilot Sport 4S, j'imagine qu'il y a souvent une corrélation entre le Crr et la performance du pneu en terme d'accroche ? 

J'ai trouvé cette page Michelin intéressante pour expliquer l'impact de divers facteurs sur le Crr. 

 

Par contre, il semble selon cette source ou bien celle-là que la classe E de nos pneus Michelin 20p indique un Crr compris entre 9,1 et 10,5kg/t et non supérieur à 10,6 kg/t. 

Modifié par cr1cr1

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il y a 2 minutes, BRETON38 a dit :

En aviation on ne parle que de coefficient de traînée, pourquoi ce serait different en voiture?

L'impact des traînées est important sur la vitesse et la consommation, volets, vol dissymétrique, génération de turbulence etc. Ajouter des garde boue, aileron arrière, galerie etc impacte la conso en augmentant le Scx.

 

ça n'est pas différent. Les lois de l'aérodynamique concerne tout objet se déplaçant dans un flux d'air (ou inversement: voiture garée avec un vent de 233km/h de face, ça sera pareil, à l'impact des roues non-tournantes près).

 

D'où les coefficient rapportés chacun à un axe:

- trainée (longitudinal): Cx

- portance (vertical): Cz

- appui latéral (...latéral): Cy

 

Le tout combiné à la surface projetée dans le sens du flux.

 

On peut aussi associer des moments aérodynamiques, qui sont un effort tendant à faire tourner l'objet autour de chacun des axe:

- longitudinal:Cl (en théorie nul si le vent est dans l'axe du véhicule car symétrie gauche/droite, maximal avec vent de plein travers)

- transversal: Cm

- vertical: Cn (celui qui influe sur la tenue de cap par vent latéral en générant un mouvement de lacet de l'auto)

 

Ne pas perdre de vue qu'il y a un torseur (une combinaison de Cx; Cy ; Cz ; Cl; Cm; Cn donc) pour chaque angle du flux autour du véhicule.

Dans le cas présent, je vous donne les Cx et Cz avec un angle de 0° par rapport à l'axe du véhicule. Ils ne sont pas les mêmes si vous prenez un vent de côté, qui combiné au vent relatif dû à la vitesse d'avancement du véhicule, donne un vent venant par le plein travers de face...

 

Un bon schéma vaut mieux qu'un long discours ^^:

- en jaune: vent relatif dû à la vitesse véhicule

- en bleu: vent réel par rapport au sol

- en vert: la composante du jaune et du bleu donne le vent auquel est soumis le véhicule (et donc son angle par rapport à son axe longitudinal

 

Ex: si je roule à 120km/h avec 60km/h de vent plein travers, l'angle du vent relatif par rapport à l'axe de la voiture est de 26.6°

TM3_vent_latéral.JPG

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@Marcus_54 Je ne vois rien de bizarre dans tes formules mais, pour autant, je ne comprends pas le tracé de la courbe de Prr par rapport aux variables du programme.

Pour moi, sa pente devrait être plus faible et on devrait avoir un overlap Paero/Prr à plus faible vitesse.

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Il y a 2 heures, cr1cr1 a dit :

Tes remarques sont super intéressantes @Watt_Else?

Je comprends mieux deux chose : 

- la stabilité impressionnante de ma voiture (TM3P) lorsque je suis monté à plus de 230km/h sur Autobahn, 

- la sensation de léger louvoiement du train arrière lors d'un freinage très appuyé  de 235 à 130 : le train arrière a dû bien se délester ! 

 

Concernant les pneus Michelin 20p Pilot Sport 4S, j'imagine qu'il y a souvent une corrélation entre le Crr et la performance du pneu en terme d'accroche ? 

J'ai trouvé cette page Michelin intéressante pour expliquer l'impact de divers facteurs sur le Crr. 

 

Par contre, il semble selon cette source ou bien celle-là que la classe E de nos pneus Michelin 20p indique un Crr compris entre 9,1 et 10,5kg/t et non supérieur à 10,6 kg/t. 

Il faudra que je prenne le temps pour jeter un oeil à tes liens (j'ai survolé la page Michelin, elle a l'air top! :)👍).

Le Crr, c'est hyper tordu, ça va dépendre des T°C, de l'usure, de la pression, etc... Il faudra que je prenne du temps (encore... ^^) pour me plonger dans des documents très "select" que je ne peux hélas pas vous partager, que je tiens de Michelin ("l'école du pneu" ça s'appelle... ça veut tout dire... et venant de Michelin, c'est une vraie mine d'or), pour creuser aussi ce sujet (notamment f(T°C et de l'usure) en relatif du neuf en partant du principe qu'on roule aux pressions nominales et qu'on se doute aisément qu'une plus grande pression pneu diminue la surface de contact pneu/sol, donc améliore le Crr (tout en diminuant l'échauffement , ce qui est en revnache l'argument essentiel pour monter ses pressions pneus sur grands trajets autoroutiers).

 

Concernant ta situation de vie désagréable, en effet, cela peut venir de là. D'autant que si on est hyper rigoureux, il nous faudrait le SCz Ar en assiette piqueuse pour mieux connaître le délestage à 230km/h... Je pense (je peux me tromper...) que pour le coup, le fond plat de la TM3 aide à baisser le SCz_Ar, ce qui doit rendre ce dernier encore plus sensible en assiette piqueuse (de mémoire, plus un fond plat est proche du sol, plus l'effet de sol est important...).

 

Après, je te rassure, je pense qu'il y a bien pire dans la prod' auto, y compris dans le segment de la TM3!!! ... une auto avec une enclume sur le train avant, ça doit pas être rigolo... D'autant plus qu'une telle motorisation a souvent les performances qui vont avec... ^^

 

Pour revenir au pneu, la corrélation Crr / "adhérence", je dois vérifier, mais en 1ère approche, on doit pouvoir penser cela.

Disons que l'adhérence dépend notamment du mélange de gomme. Si ça "colle" en transversal, ça "collera" en longitudinal! ^^

 

Après, tout dépendra de comment est positionné ton pneu par rapport au sol (en caricaturant: tu mets taquet de contre-carrossage statique, alors le pneu aura une petite surface de contact pneu/sol, ça devrait aller dans le sens du Crr moindre; en virage, avec les cinématiques de suspension et le roulis, le pneu peut très bien être bien à plat avec le sol, augmentant la surface de contact et donc l'adhérence...).

 

Tout ceci est à prendre avec des pincettes: le pneu est ce qu'il y a de plus compliqué dans une automobile!!! ^^

 

Pour ce qui est de la correspondance classe de pneu <=> Crr, en effet, ma source pourrait ne pas correspondre (la mienne s'arrête à la classe F)... J'ai p-e un peu d'avance sur ce qui est utilisé actuellement en référence.

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Il y a 2 heures, Marcus_54 a dit :

@Avydéas

Proulement=Crr*m*g*vit/3.6

cela fait 8kW à 150km/h... je n'ai pas suffisamment d'expérience pour savoir si c'est cohérent ou pas

J'ai eu beaucoup de mal à trouver un Crr, j'ai choisi 0.008 un peu au pif en fonction d'autres valeurs trouvées.

 

Je dois vraiment rater quelque chose car, pour moi, ça fait 6kW à 150 km/h avec tes valeurs.

Et ça me paraît pas incohérent, d'autant plus que ça permet à la Paero de prendre le pas sur la Prr aux alentours de 75 km/h ce qui me semble plus logique bien qu'encore un peu élevé.

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Oui tu as raison, cela doit être un bug de ma part.

Pour ma part, il me reste une grosse interrogation :

Comment expliquer une consommation à 80 km/h dans le monde réel autour de 14 15 kWh au 100 alors qu'en théorie la puissance qui s’oppose au déplacement est de l'ordre de 7.5kW ??

 

Je serai très content si dans ce file de discutions on pouvait modéliser la chaine d'énergie de la voiture.

vitesse.png

Modifié par Marcus_54

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il y a 33 minutes, Marcus_54 a dit :

Je serai très content si dans ce file de discutions on pouvait modéliser la chaine d'énergie de la voiture.

 

Eh bien grossièrement, on a déjà :

moteur : rendement de l'ordre de 90%

réducteur : rendement de l'ordre de 95%

pneus : rendement de l'ordre de 90%

 

Soit un rendement de la batterie à la roue de 77%

 

Donc pour produire une puissance de traction de 7,5 kW, il faut une puissance électrique de 9,75 kW, ce qui donne une consommation de 12 kWh / 100 km à 80 km/h

 

( En fait, il faudrait isoler la puissance P0 qui n'est pas affectée par les différents rendements).

 

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Il y a 1 heure, Marcus_54 a dit :

Pour ma part, il me reste une grosse interrogation :

Comment expliquer une consommation à 80 km/h dans le monde réel autour de 14 15 kWh au 100 alors qu'en théorie la puissance qui s’oppose au déplacement est de l'ordre de 7.5kW ??

Comme disait @Remy , connaître les efforts aéro et de roulement à contrer pour tenir un 80km/h n'est pas suffisant.

 

Il y a:

- les pertes par frottement mécanique (arbres de transmission et rotor dans leurs roulements, réducteur)

- les pertes électriques entre la batterie et le moteur (incluant donc l'inverter)

 

;)

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Merci @Watt_Else? pour la doc, il y a des informations intéressantes sur les moteurs utilisés.

Je suis d'accord avec vous pour les rendements de la chaine d'énergie. Mais ils sont aussi liés à la vitesse du véhicule, ce qui sous-entendrait qu'il suffirait d'appliquer un coefficient aux courbes précédentes pour obtenir la puissance consommée en fonction de la vitesse.

 

C'est tout bon, j'ai loupé un truc évident :)

si la voiture roule à 33km/h, elle consomme 2.1kW, il lui faudra 3h pour faire 100km

elle aura consommé 2.1 *3 soit 6.3 kWh ce qui est réaliste

Modifié par Marcus_54
erreur de raisonnement

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Il y a 6 heures, Marcus_54 a dit :

C'est tout bon, j'ai loupé un truc évident :)

si la voiture roule à 33km/h, elle consomme 2.1kW, il lui faudra 3h pour faire 100km

elle aura consommé 2.1 *3 soit 6.3 kWh ce qui est réaliste

C'est un truc que j'ai mis un peu de temps à voir aussi à l'époque où je me suis mis dans ces calculs, mais qui est logique une fois compris.

 

Les formules aéro&frottement donnent les forces en jeu, ce qui pour l'aéro donne un effort proportionnel au carré de la vitesse (linéaire pour le frottement).

Il faut multiplier par la vitesse pour avoir la puissance, donc la puissance aéro va au cube de la vitesse (carré pour le frottement).

Il faut ensuite multiplier la puissance par le temps pour avoir l'énergie.... mais pour une distance donnée le temps passé est inversement proportionnel à la vitesse. Donc l'énergie aéro sur une distance est finalement seulement proportionnelle au carré de la vitesse (linéaire pour le frottement), comme la force.

 

Et la physique étant bien faite, ce dernier point est justement la définition du travail d'une force : l'énergie "E" nécessaire pour faire une distance "d" donnée soumis à une force "F" est E=F*d. La vitesse n'intervient pas directement dans cette formule, seulement la force et la distance.

Donc énergie et force suivent les mêmes proportions, contrairement à énergie et puissance qui sont liés en temps mais pas en distance.

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Il y a 10 heures, zeta a dit :

Donc énergie et force suivent les mêmes proportions, contrairement à énergie et puissance qui sont liés en temps mais pas en distance.

Yep, la puissance, c'est le débit d'énergie.

C'est ce qui fait que sur sol plat, pour une puissance donnée, si on néglige le changement de Crr dû à la variation de masse, la Vmax est identique quelle que soit la masse car le moteur (quelle que soit sa nature) a un débit d'énergie maximum.

Seule change l'accélération, soit le temps pour atteindre cette Vmax.

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