Technologie et Efficience du Moteur

[Nicko33]

Bonjour tout le monde .

Je pensais que l efficience  des VE  dépendait  principalement du coefficient cx, du  poids et à la qualité  des batteries , au peu naïvement pour moi les moteurs était plus ou moins les mêmes. 

Après des recherches plus approfondies afin  de percer  le mystère de l efficiente des tesla sur autoroute  je me suis vite rendu compte que la technologie des moteurs était tout sauf négligeable ! 

Je n ai aucune formation en électricité de puissance et je découvre ce  domaine passionnant en attendant ma futur e208 faro  

 

Du coup je viens partager mes découvertes et interrogations , j espère pouvoir approfondir le sujet et corriger mes erreurs grâce à la communauté mon but est de comprendre les raisons techniques afin d’utiliser ma e208 dans les meilleurs conditions  👌 du coup je vous vous propose un petit résumer de ce que j ai compris  

 

Grâce au site fiches-auto ( http://www.fiches-auto.fr/articles-auto/electrique/s-2409-les-differents-types-de-moteurs-electriques-.php ) J ai trouvé une mine d informations, il existe principalement 3 types de moteur pour nos VE: 

• Map - moteur aimant permanent - bon rendement à faible et moyenne vitesse 
• Mas - moteur asynchrone (moteur à induction ) ce moteur équipe première tesla model S et possède un bon rendement à haute vitesse 
• Mrv - Moteur à réluctance variable Tesla semble avoir développé une version amélioré nommée IPMSynRM combine le meilleurs des deux mondes ! Ce moteur  équipe les tesla model 3 👌

 

Le Map est clairement  le plus utilisé dans l industrie automobile il équipe nos e208 , il a une bonne efficience environ  93% mais dans une plage de régime inférieur à 9000 tr/min car à des vitesses plus élevé des retours de forces sont induits (EMF) ce qui baisse radicalement le rendement  , cela expliquerai la haute consommations sur autoroute au delà du cx, je n ai pas trouvé de courbe rendement/vitesse mais apparement il chuterai rapidement à 60% et au delà de 12000 tours/min les courants induit augmenterai  la température de l aimant permanent au risque de lui faire perdre son aimantation ce qui serai Balo 😛 du coup cela expliquerai qu il soit bridé  à 140/150km/h 

 

Une autre information intéressante  est que rendement du moteur Map est aussi dépendant du couple demandé je n ai malheureusement pas trouvé d information clair mais apparement cela impliquerai par exemple sur notre 208 qu une accélération de 1 seconde à 200nm de couple serai plus consommateur  que 2 secondes à 100 nm pour au final la même énergie cinétique .

 

Enfin voilà bcp d informations , je m arrête au moteur Map car c est celui de nos e208  j espère trouvé  d autres  maso de la technique afin d apporter des précisions ou corrections, en tout cas si cela vous intéresse on pourrai aussi discuter de la magie  des moteurs à réluctance variable de tesla  

Modifié mai 18, 2021 par Nicko33

[Fender]

il me semble qu'on n'a pas le rapport de réduction de la transmission, mais il est très très probable que la vitesse soit limitée avant la chute importante de rendement car la hausse de conso reste dans les clous par rapport à l'augmentation de la trainée (déjà liée au carré de la vitesse), sinon, la conso monterait bien plus haut.

 

à ma connaissance l'influence des couples demandés sur le rendement n'est pas propre aux moteurs à aimant permanent mais à tous les moteurs électriques contenant une (ou plusieurs) bobines. Cela vient directement de la base de fonctionnement de tout moteur électrique que l'intensité du courant est proportionnelle au couple demandé alors que l'énergie perdue par effet joule est proportionnelle au carré de l'intensité.

 

Donc oui, il sera toujours plus consommateur d'accélerer fort que d'accélérer doucement pour faire la même distance.

Modifié mai 18, 2021 par Fender

[Nicko33]

Merci Fender pour tes précisions , effectivement l augmentation de la trainée est proportionnelle au carré de la vitesse, la 208 n est pas conçu pour être aérodynamique la vitesse joue un rôle non négligeable ! 

Oui le rapport de réduction est important afin de déterminer une plage d'efficience   j’ai trouvé un graphe posté par Marcopomrol , on constate que les courbes couple et de puissance s inverse au environ de 4200 tr/min , sur les videos de 0 à 100 je constate que la puissance maximal est délivré environ à 45 km/h du coup si je fais une petite spéculation sur le rapport 45km/h = 4200 tr/min ce donnerai un rapport de 0,0107143 , le moteur étant prévu pour fonction jusqu’à  14000 tr/min  x 0,0107143 = 150 Km/h du coup ça collerai  

 

A défaut d avoir celui de la 208 , Je viens de trouver un graphe du rendement sur une bmw i3 , effectivement les grosses demandes en couple à faible régime sont énergivore

si je reprends mon rapport de réduction cela voudrai dire qu en forte charge en dessous de 1000 tr/min soit 10 km/h   le rendement serai inférieur à 70 % alors qu il serai de 90 % à 16 km/h

du coup si on veux optimiser son autonomie il faut mieux éviter d avoir le pieds lourd à faible vitesse  

Modifié mai 18, 2021 par Nicko33

[Remy]

il y a 17 minutes, Nicko33 a dit :

effectivement l augmentation de la trainée est proportionnelle au carré de la vitesse

En fait, la force de trainée (donc la puissance nécessaire) est proportionnelle au cube de la vitesse.

 

Comme le dit @Fender, c'est l'énergie dépensée pour parcourir une distance donnée qui augmente comme le carré de la vitesse.

 

 

il y a 2 minutes, Nicko33 a dit :

du coup  il faut mieux éviter d avoir le pieds lourd à faible vitesse  

Oui, mais ce qu'on voit surtout sur ce graphique, c'est que dès qu'on dépasse ~20 km/h, le rendement est de plus de 90% sur toute la plage d'utilisation.

 

Donc, oui, il est possible de gagner encore quelques % en optimisant encore plus la plage d'utilisation du moteur (à condition que ça ne grève pas trop la masse de la voiture), mais il ne faut pas imaginer qu'un moteur miraculeux ou une boîte de vitesse géniale va permettre de multiplier par deux l'autonomie.

 

[Pahtath]

C'est rigolo, on en parlait hier sur ce topic : 

 

Après, les motoristes travaillent dur pour optimiser les moteurs (principalement le rotor) afin de diminuer le recours aux terres rares et surtout gagner sur le rendement. Perso, je pense qu'en attendant les bénéfices sur les prochaines générations, une double motorisation à la Tesla entre moteur synchrone à aimants pour 90% des usages et moteur asynchrone pour les régimes de croisière permettrait d'améliorer l'efficience, mais comme dit dans les articles que je cite plus haut, cela impose une très bonne gestion de l'électronique de puissance, et les risques sont quand même assez importants.

 

Mais, les optimistes (dont moi) se disent que notre époque est géniale, où l'on voit le retour de VRAIS motoristes, alors que les constructeurs avaient plutôt le rôle d'intégrateurs depuis les 3 dernières décennies (et évoluaient peu sur leurs moteurs, si ce n'est par évolution anti-pollution, coucou le downsizing)

[Nicko33]

Oui tout à fait quand on dépasse 90% d efficience c est compliqué de gratter bcp plus 😛

 

En vérité mon but est de  comprendre le fonctionnement du moteur  afin de réduire les petites pertes énergétiques comme par exemple sur le graphique de la bmw i3  le rendement entre 0 et 500 tr/min n est même pas précisé peut être inférieur à 50% alors oui ce n est pas grand chose sur le coup mais si a chaque départ du feux rouge je prends soins de pas accélérer avant 4 km/h  je m assure un rendement d au moins 70% à  8 km/h 80 % et vu le poids de notre bestiole je pense que ce n est pas si anodin que cela , après c est purement théorique de plus  le graphe ne concerne pas ce moteur en particulier 😛 

[Remy]

il y a 2 minutes, Nicko33 a dit :

le rendement entre 0 et 500 tr/min n est même pas précisé peut être inférieur à 50%

Par principe, au démarrage, le rendement est de 0.

 

il y a 3 minutes, Nicko33 a dit :

si a chaque départ du feux rouge je prends soins de pas accélérer avant 4 km/h  je m assure un rendement d au moins 70% à  8 km/h 80 % et vu le poids de notre bestiole je pense que ce n est pas si anodin que cela

Sur un parcours en ville, ça aura un impact mais c'est rarement en ville qu'on a des problèmes d'autonomie.

 

Sur un parcours routier ou autoroutier, l'impact sera proche de zéro au vu du faible nombre de démarrages par km.

[Nicko33]

salut Pahtath ,en y réfléchissant c est peut être ton sujet qui m'a inspiré  effectivement les doubles moteur tesla sont de l horlogerie de précisions ceci dit  même l unique  moteur IpMSynRM des modèles 3 est juste incroyable ! d un autre coté pour  sage urbain les moteur à aimant permanent on la fiabilité de la simplicité 👌 

[Nicko33]

Je comprends la logique Remy ,  dans mon cas j'ai un usage principalement urbain et comme ma conduite est plutôt sportive je cherche à optimiser les électrons que je sacrifie pour mon plaisir  avec le régénération l autonomie n est plus un problème en ville mais moins je dépense d énergie, moins je dois recharger et du coup moins de cycles de batterie ! cela reste gagnant et même si c est anecdotique  je pense que c est interessant à partager  

Modifié mai 18, 2021 par Nicko33

[danm_cool]

Il y a certainement une efficience meilleure pour la Tesla mais pas tant que ça, j'ai un ami qui a fait un trajet de 217km sur autoroute avec un M3 SR+ de 2021 de la région parisienne pour rejoindre la station de superchargeur Valencienne et la consommation indiquée était de 148, celle calculée était plutôt autour de 170 ou 17kWh/100km, il a respecté les limites donc pas plus vite que 130km/h, si je compare avec ma corsa e, elle doit être etre vers 19kWh/100km sur un trajet similaire avec un scx inférieur en roulant a 130km/h en mode normal et sport par contre de mon expérience en roulant a 110km/h en mode eco ca tombe a 15kWh/100km... l'écart est assez important, et je pense que la M3 ne sera pas loin de cette consommation a cette vitesse.

Après sur un trajet vallonné je pense que l'écart de poids va vite se faire sentir pour donner des résultats similaires sur les 2 véhicules, par exemple de Clermont Ferrand a Mont Dore.

Concernant la consommation sur autoroute de la M3 SR+ en roulant normalement on peut espérer au mieux 300km avec 100% des 51kWh, chiffres que j'ai retrouvé dans le calcul de mon ami mais aussi confirmées dans le forum des Tesla sur AP, ça veut dire 240km d'autonomie pour 80% de la batterie donc des recharges a maximum 210km d'interval si on veut garder une marge de sécurité, sur ma CorsaE je suis vers 180km environs pour avoir la même marge lors d'une recharge a 80%, c'est quasiment pareil.

Modifié mai 18, 2021 par danm_cool

[Pat25]

J’avais une e208, et j’ai parcouru 10mkm.

j’ai ma tesla dans 3 sem, et d’après ce que j’ai vu, on consomme a 130km/h ce sue consomme la e208 a 90.....

vraiment pas sur que les consos soit si proches.....verdict dans 3 sem.

et la tm3, c’est un équivalent 508 avec 320cv, donc au pire si cela est si proche, cela reste remarquable....

j’ai accès a la remise psa via mon père et c’est la première voiture hors psa que j’achète....je pense qu’au niveau efficience  psa a du retard ( car tesla en a sous le coude et laisse venir la concurrence pour en remettre une couche...)..t j’espère que ma prochaine voiture électrique soit une peugeot ou citroen.......

Modifié mai 21, 2021 par Pat25

[fudo]

Le 18/05/2021 à 16:47, Nicko33 a dit :

Je comprends la logique Remy ,  dans mon cas j'ai un usage principalement urbain et comme ma conduite est plutôt sportive je cherche à optimiser les électrons que je sacrifie pour mon plaisir  avec le régénération l autonomie n est plus un problème en ville mais moins je dépense d énergie, moins je dois recharger et du coup moins de cycles de batterie ! cela reste gagnant et même si c est anecdotique  je pense que c est interessant à partager  

 

Il faut arrêter de se prendre la tête pour rien... il semblerait que la technologie de batteries embarqués sur la 208 ai une durée de vie de 500 000 km pour 60/70% de la capacité initiale. C'est en partie lié à la taille de la batterie car plus elle est grosse, plus elle durera longtemps (moins de cycles complets de charge qu'une petite batterie).

 

Je te partage 3 conseils gratuit pour bien entretenir ta batterie (c'est valable aussi pour ton téléphone).

1) Ne la laisses pas longtemps sous 10/15% à cause de "l'effet brique".

2) Evites les charges en courant continu.

3) Ne la recharges pas trop souvent au dessus de 80/90 %.

Modifié mai 22, 2021 par fudo

[Nicko33]

Félicitation Pat25 pour ta futur tesla ! j’ai longtemps hésité depuis la baisse de prix mais le gabarit et le prix n étaient pas vraiment en accord avec mes besoins… vivement un model 2 👌 en tout cas je serai intéressé par ton retour de expérience en comparaisons de la 208  

 

Salut danm_cool comme tu le fait remarquer il faut avant tout considérer la consommation injecté dans la batterie ! en tout cas la corsa semble avoir  une bonne efficience sur route (est-ce grâce à sont profile plus aérodynamique que la 208 ) J’ai trouvé une vidéo de nuage magique sur YouTube ,il fait un comparatif entre  une TM3 et une E208 sur un même trajet d une boucle de 160 km donc plutôt réaliste!()

C est  intéressant car il part avec la batterie pleine sur les 2 models et compare la consommation à la prise afin de les recharger à 100 % je vous invite à voir sa vidéo : 

Il a choisi un parcours assez complet et réaliste pour usage routier, la différence est de Conso réel est 8% en faveur à la model 3 ce qui est en soit n’est pas étonnant car sur route le cx et la  motorisation est  optimisé pour les vitesses élevées , il serai intéressant de faire la comparaison dans un usage citadin avec des arrêts et départ fréquents je pense que le poids de la tesla serai à son désavantage…

 

Tu as raison Fudo le plus important est d éviter les mauvaises habitudes afin de ne pas dégrader sa batterie inutilement ceci dit j ai un petit doute sur les 500 000 km dans mon cas si elle fait 250000 en 15 ans je serai contant mais je suis septique  de sa tenu dans le temps surtout au delà de 10 ans…  je n ai pas trouvé de détail sur la technologie de la batterie le fournisseur étant catl à priori cela serai des cellules prismatiques si quelqu un aurait plus info … 

[fudo]

Il y a 1 heure, Nicko33 a dit :

Tu as raison Fudo le plus important est d éviter les mauvaises habitudes afin de ne pas dégrader sa batterie inutilement ceci dit j ai un petit doute sur les 500 000 km dans mon cas si elle fait 250000 en 15 ans je serai contant mais je suis septique  de sa tenu dans le temps surtout au delà de 10 ans…  je n ai pas trouvé de détail sur la technologie de la batterie le fournisseur étant catl à priori cela serai des cellules prismatiques si quelqu un aurait plus info … 

 

[Stefback]

Pour la batterie de la e208 c'est une batterie du fabricant Chinois CATL : Lithium-Ion de capacité brute (50kWh) avec un groupe motopropulseur d'origine Continental (Synchrone à aimants permanents) et une tension de 400v

 

Concernant la conso e208 vs TM3 oui la TM3 remporte la palme de la conso en trajet autoroutier, en revanche je prends le pari qu'en utilisation purement urbain (ville, périph par exemple) la e208 consommera moins que la TM3 grâce à son poids moindre et ce malgré un Cx plus important (le facteur Cx jouant moins à basse vitesse). En espérant que Nuage Magique diffuse bientôt l'épisode 2 : e208 vs TM3 en usage urbain.

[danm_cool]

@Nicko33 merci pour la vidéo, effectivement ça confirme mes informations, et pour la CorsaE vs e208 il est possible qu'une petite différence existe surtout à haute vitesse en faveur de l'Opel, puisque sur cette dernière un passage au tunnel plus travaillé a été communiqué, donc ça nous ramène a une consommation assez proche entre la CorsaE et la M3, incroyable ! Après ce que je peux dire sur les véhicules PSA c'est surtout la partie chauffage/climatisation qui est a revoir, notamment sur les petits trajets ou la consommation est excessive au départ, peut être un mode intermédiaire, aurait du être proposé, entre le normal et l'eco, un peu comme sur la EUp, par exemple. Un autre problème est que les VE de PSA ne sauvegardent pas le choix de mode de conduite lors d'un arrêt... un peu énervant a remettre chaque fois sur Eco

[FFF3347]

Il y a 11 heures, danm_cool a dit :

@Nicko33 merci pour la vidéo, effectivement ça confirme mes informations, et pour la CorsaE vs e208 il est possible qu'une petite différence existe surtout à haute vitesse en faveur de l'Opel, puisque sur cette dernière un passage au tunnel plus travaillé a été communiqué, donc ça nous ramène a une consommation assez proche entre la CorsaE et la M3, incroyable ! Après ce que je peux dire sur les véhicules PSA c'est surtout la partie chauffage/climatisation qui est a revoir, notamment sur les petits trajets ou la consommation est excessive au départ, peut être un mode intermédiaire, aurait du être proposé, entre le normal et l'eco, un peu comme sur la EUp, par exemple. Un autre problème est que les VE de PSA ne sauvegardent pas le choix de mode de conduite lors d'un arrêt... un peu énervant a remettre chaque fois sur Eco

 

Surtout pour la partie chauffage (en dessous de 7°C) : résistance d'appoint de 5kW, ça pompe dur sur la batterie sur les petits trajets, effectivement. En ECO elle ne semble pas se mettre en marche (sauf dégivrage/désenbuage pare brise).

Pour la partie rafraichissement, la PAC ne fait clairement pas surconsommer, je trouve.

 

Oui, je confirme pour le mode de conduite, pas de sauvegarde : alors que sur le Rifter essence de 2020 par exemple, ça garde le mode de conduite, mais pas la configuration des assistances (correcteur de trajectoire), donc le contraire de la E-208...
Allez comprendre ! 😅

[danm_cool]

Il y a 2 heures, FFF3347 a dit :

Surtout pour la partie chauffage (en dessous de 7°C) : résistance d'appoint de 5kW, ça pompe dur sur la batterie sur les petits trajets, effectivement. En ECO elle ne semble pas se mettre en marche (sauf dégivrage/désenbuage pare brise).

Pour la partie rafraichissement, la PAC ne fait clairement pas surconsommer, je trouve.

tu as tout a fait raison, sur les PSA c'est tout ou rien  soit 5kW soit rien (seulement la PAC) du coup c'est bof, il auraient du faire un mode entre les 2, avec un usage plus faible de la résistance a 5kW...

sinon pour la PAC en mode ECO, ce que j'ai pu constater sur la CorsaE/e208 est que l'été il faut mettre 18 dégrées pour avoir un peu de climatisation, l'équivalent d'un 22 dégrées en mode normal, l'hiver mettre 28 dégrées pour avoir du chauffage équivalent a 20 dégrées en mode normal  faut tricher avec les réglages, l'avantage de rester en mode ECO est que seulement la PAC est utilisée, donc une moindre consommation sur les longs trajets  

Modifié mai 25, 2021 par danm_cool

[Stefback]

Chauffage à fond pour madame et sans chauffage pour moi, point d'amélioration pour PSA/Stellantis.Ok pas la même saison mais quand même.

[danm_cool]

Ceci étant dit, si on connaît le comportement, on peut adapter la consommation aux besoins, par exemple si un long trajet (privilégier l'autonomie) ou trajet de proximité (privilégier le confort)...

[Stefback]

il y a 13 minutes, danm_cool a dit :

Ceci étant dit, si on connaît le comportement, on peut adapter la consommation aux besoins, par exemple si un long trajet (privilégier l'autonomie) ou trajet de proximité (privilégier le confort)...

Absolument. Je me fie davantage au pourcentage de batterie présent dans l'application MyPeugeot que l'autonomie affichée sur le iCockpit qui par moment fait des bonds dans les 2 sens. J'ai encore eu un exemple ce week-end où j'ai roulé 50km environ et l'affichage d'autonomie est restée sur 230km durant les 50km alors que le pourcentage de batterie lui avait baissé de quelques %. Dans le même genre, j'ai déjà constaté (lors d'un lavage en station alors que j'avais laissé le véhicule allumé) que l'autonomie était remontée de 20km à la fin du lavage (15 minutes environ). Conclusion, fiez-vous plutôt au pourcentage de batterie que l'indicateur d'autonomie 

[Fender]

Il y a 8 heures, Stefback a dit :

Chauffage à fond pour madame et sans chauffage pour moi, point d'amélioration pour PSA/Stellantis.Ok pas la même saison mais quand même.

Y’a sans doute pas que le chauffage quand même  

y’a aucun autre moyen que le mode éco pour éviter l’usage de la résistance 5kW (et pourquoi 5, c’est énorme)

Modifié mai 25, 2021 par Fender

[Tech21]

Tu as fait faire la mise à jour des ECUs ?