Pourquoi plus une voiture accelere vite, plus elle consomme

[zadene]

A titre tout à fait personnel, je consomme bien plus en ville qu'à vitesse modérée mais stabilisée (env 70 km/h).

Pourtant j’anticipe bcp (moins que d'autres), mais les successions de feux rouges, de ronds points et de queues de poissons (qui sont la conséquence ici des anticipations / distances de sécurité) engendrent des phases successives de décélération / accélération.

[Invité]

Il y a 3 heures, alfniev a dit :

Mauvaise conclusion , car comme le montre le WLTP , on fait plus de kilomètres en ville.

Mais cela dépends de l'autre clé de l'éco-conduite : la vitesse

 

les normes, même la nouvelle WLTP, plus réaliste que l'ancienne NDEC reste une mesure de laboratoire avec des règles qui sont encore très loin de la réalité

l'expérience de tous en ville prouve le contraire de cette norme

surtout pour les thermique 

 

par contre il faut bien spécifié ce qu'est une ville,

une succession de démarrage et d'arrêts, de ralentissement et d'accélérations sans pouvoir anticiper

 

et pas celle que je traverse souvent dans mon secteur, une longue route sans le moindre ralentissement sur plus de 10kms , limité à 50km/h et sur plat

dans cette condition, même l'ancien NDEC étais réalisable

 

 

Modifié juillet 3, 2019 par Invité

[Solardream]

d(mv²/2) = P, soit mv.a = P, 

L'accélération est liée à la modification de la quantité de mouvement, la puissance est liée à l'augmentation de l'énergie cinétique. Ce n'est pas la même chose, et les deux quantités ne sont pas proportionnelles (l'une est un vecteur, l'autre un scalaire, la notion même de comparaison directe ne s'applique pas).

 

a=d/t² (t=temps)

Donc P=mv.d.t²

 

Donc la puissance est proportionnelle au carré du temps.

Donc une réduction de temps (ou augmentation de l accélération) a une incidence au carré sur la puissance.

Donc plus on accélère lentement moins on consomme.

 

J espère ne pas avoir fait de raisonnement par l absurde ou d erreur de formule... J' ai pioché les formules sur Google ?.

 

Modifié juillet 3, 2019 par Solardream

[zeta]

il y a 51 minutes, Solardream a dit :

a=m/t² (t=temps)

Si j'ai bien suivi tes notations :

* a : accélération en m/s²

* m : masse en kg

* t : temps en s

Donc une vérification par un calcul aux dimensions n'est pas valide sur cette formule. L'accéleration c'est une distance par un temps au carré, pas une masse.

 

Mais la réponse n'est pas à chercher de ce côté là je pense. A rendement idéal, une voiture lancée à une vitesse donnée dispose d'une énergie cinétique qui n'est pas dépendante de l'accélération qui l'a amenée à cette vitesse.

Si on néglige les quelques secondes de différence pour atteindre la vitesse de croisière qui vont avoir une différence faible si cette vitesse est maintenue suffisamment longtemps, ce qui va avoir un impact sur la consommation c'est la prise en compte du rendement du système du propulsion.

Hors pas grand monde ici n'a l'air de savoir en détail où l'on perd de l'énergie dans la chaîne en fonction du profil d’accélération, car il y a plein de phénomènes allant dans des directions opposées, dont une partie a déjà été évoqué ici comme le rendement moteur idéal à couple ni trop faible ni trop fort. On peut surement trouver des comportements de ce genre dans tous les élements de la chaine, du comportement chimique de la batterie suivant le courant tiré, jusqu'au pneu qui ne va pas s'écraser pareil et passer l'effort de la même façon selon le couple moteur, en passant par l'engrenage du réducteur qui risque de ne pas se déformer pareil selon le couple appliqué et sa vitesse de rotation ou encore l'électronique de puissance, il parait très difficile de répondre à la question au feeling...

 

Sur les VT avec boite de vitesse, c'est différent : le rendement du moteur thermique est tellement variant sur sa plage de fonctionnement que c'est le principal contributeur et donc qu'en négligeant les autres phénomènes il est facile d'en tirer des conclusions.

Sur un VE, le rendement de chaque composant est bien meilleur (il n'y a qu'à voir le graph de rendement moteur posté précédement) pour qu'il n'y ait pas un contributeur prépondérant.

 

Mais ce n'est bien sûr que mon avis, et j'espère que d'autres auront plus d'informations là dessus !

[Solardream]

il y a 58 minutes, zeta a dit :

L'accéleration c'est une distance par un temps au carré, pas une masse.

Corrigé, merci.

 

N empêche que le temps au carré c est loin d être un facteur minim.

 

La course a pied permet de bien s en rendre compte.

[zeta]

Il y a 2 heures, Solardream a dit :

Donc P=mv.d.t²

 

Donc la puissance est proportionnelle au carré du temps.

Donc une réduction de temps (ou augmentation de l accélération) a une incidence au carré sur la puissance.

Donc plus on accélère lentement moins on consomme.

Pas vraiment... Cette formule (que je n'ai pas vraiment vérifiée) est un instantané de la puissance à un temps donné, pas une image de l'énergie consommée (donc des W, et pas des Wh/km). D'ailleurs, dans cette formule, il y a un lien entre v, d et t qui est implicite (d = intégrale (v*dt) ) et v lui même dépends de l'accélération que tu souhaites donner (v=intégrale(a*dt)), donc tout dépends du temps, pas juste le terme t² à la fin.

Plus tu accélère lentement, moins tu utilise de puissance, c'est évident. Mais plus il va falloir maintenir cette puissance pendant longtemps. Et au final l'énergie est la même : a une vitesse donnée v, l'énergie cinétique sera toujours mv².

Si tu veux atteindre v=10m/s, et que tu as une accélération de 1m/s², il te faut maintenir l’accélération pendant 10 secondes. Si tu as une accélération de 10m/s², il te faut juste 1 seconde mais avec une puissance 10 fois plus importante. L'énergie dépensée reste la même.

 

Tant que tu ne prends pas en compte le rendement des éléments de la chaîne en fonction de l'accélération, tu arriveras au même résultat, à l'exception du fait qu'une accélération franche fait que cela augmente la vitesse moyenne (on est plus souvent à la vitesse maxi), donc légèrement les pertes aérodynamiques (vu qu'on roule plus vite en moyenne), mais je ne suis pas certain que cela soit le facteur prépondérant dans le résultat.

[Esunisen]

Plus on roule moins vite, moins on arrive plus tôt..

[Invité]

Il y a 20 heures, Esunisen a dit :

Perte en chaleur/frottements/déformations/etc...

 

 

Ce qu'il faut c'est avoir la courbe de rendement du moteur. Ca ressemble à ça:

Si je demande 100 Nm, le rendement est entre 84 et 86%

Si je demande 400 Nm, on grimpe à 94+%

 

mais plus on accélère fort , plus il y a de pertes par effet joule dans la batterie , les câbles et l'électronique de puissance 

dans lequel de ces sytème les perte sont les plus importantes?

a quel moment il y a équilibre?

je pense que pour chaque  profil de la route / météo, il doit y avoir avoir une accélération optimum

 

 

[Solardream]

Ça devrait même être obligatoire de proposer un mode éco qui tienne compte de ces paramètres qui ne nous sont pas accessibles.

[Esunisen]

il y a 19 minutes, gepeliste62 a dit :

mais plus on accélère fort , plus il y a de pertes par effet joule dans la batterie , les câbles et l'électronique de puissance 

Oui mais les pertes sont faibles par rapport à celles du moteur ou alors il y a un sérieux problème.

Si tu demandes 20 kW au moteur, à 94% de rendement ça fait 1.3 kW de pertes, à 84% ça fait 3.8 kW de pertes.

Ca m'étonnerait beaucoup que les pertes soient plus grandes dans l'électronique et la batterie.

[Invité]

il y a 6 minutes, Esunisen a dit :

Oui mais les pertes sont faibles par rapport à celles du moteur ou alors il y a un sérieux problème.

Si tu demandes 20 kW au moteur, à 94% de rendement ça fait 1.3 kW de pertes, à 84% ça fait 3.8 kW de pertes.

Ca m'étonnerait beaucoup que les pertes soient plus grandes dans l'électronique et la batterie.

la batterie qui a une masse supérieur au moteur chauffe beaucoup.

l'électronique est refroidie également.

la ou c'est "presque" négligeable , ce sont les cables qui sont très court

je pense qu'il y a une courbe qui se croise a un moment , mais lequel, c'est ça la question.

courbe variant en fonction de la charge et âge de la batterie , résistance interne oblige

 

 

[zadene]

Ce qui rejoindrait plus ou moins ce que dit Foly-vi sur forum-zoe.

Il constate l'incapacité de la Zoe à sortir 41kWh quand on tire fort et longtemps sur la Zoe. La batterie est à plat au bout de 35kWh, ce qui montrerait les pertes internes dues à l'échauffement de la batterie et de ses composants directs.

[Esunisen]

Tout dépend comment on interprète les données.

Si je reprends le graphique:

400 Nm @ 2000 tr/min = 84 kW environ, pertes = 5.4 kW

100 Nm @ 2000 tr/min = 21 kW environ, pertes = 4 kW

Il y apparaît donc y avoir plus de pertes à 400 Nm mais on accélère 4 fois moins.

Sauf que...

Hypothèse: Je fais un départ arrêté jusqu'à atteindre 2000 tr/min (Je sais pas combien ça fait de km/h, on s'en fout) et une fois à 2000 tm/min je me mets en roue libre.

Si je mets disons 12 secondes pour faire 0-2000 tr/min à 100 Nm, ça me donnera 12*4 = 48 kJ d'énergie perdue (1 J = 1 W * 1 s).

A 400 Nm, ça ne dure plus que 12*100/400 = 3 secondes donc on a 3*5.4 = 16,2 kJ (faut détailler plus, ce n'est pas 94% constant)

Donc l'énergie perdue est bel et bien SUPERIEURE en accélérant moins fort.

Après faut superposer avec la courbe de rendement de tout le reste, bon courage pour avoir ces données.

[cuagny]

C'est très intéressant ce sujet. Donc il est conseillé une accélération forte suivi d'une roue libre pour minimiser les dépenses d'énergie.
Dans la pratique, impossible en ville et en extérieur ville, pour faire de la roue libre il faut un paysage vallonné. J'aurais tendance à dire que ça peut se mettre en pratique parfois sur les autoroutes qui traversent des zones vallonnées.

[Esunisen]

Ce n'est pas obligé la roue libre, tu peux simplement mettre le limiteur à 80 km/h et appuyer plus fort que nécessaire sur le champignon mais pas à fond sinon tu dépasseras la limite. Il y a un cran dans la course de la pédale. Et surtout NE PAS UTILISER LES FREINS MECANIQUES quand c'est possible.