Combien ça consomme ?
Je me suis amusé à comparer les puissances, consommations at autonomies pour les 4 véhicules suivants :
- une petite voiture électrique type Twingo
- un vélo droit classique
- un vélo couché
- un vélo couché caréné
On obtient les résultats suivants, à 30 et 40 km/h :
En conclusion : pour rouler à faible vitesse (en ville par exemple), la voiture électrique est une hérésie. On s'en doutait. Il faut un véhicule léger permettant, à 40 km/h et avec la même batterie :
- de diminuer la consommation de 93 % dans le cas du vélo couché caréné !
- de passer l'autonomie de 7km avec une petite voiture électrique à 95 km en vélo couché caréné !
Pour les curieux, ci-dessous les hypothèses et calculs pour arriver à ces résultats.
Hypothèses générales
- Tension de la batterie : U = 37 V
- Capacité de la batterie : C = 10 Ah
- Rendement du moteur : μ = 83%
- Gravité : g = 9.81 m/s2
- Masse volumique de l'air : ρ = 1.225 kg/m3
Calcul de la puissance
La puissance nécessaire à l'avancement d'un véhicule se décompose en une somme de 3 composantes :
- la puissance permettant de vaincre la résistance à l'air
- la puissance permettant de vaincre les frottements mécaniques (contact roue/sol, transmission...)
- la puissance permettant de vaincre la gravité dès qu'une pente est rencontrée
Avec :
- P la puissance (en W)
- ρair la masse volumique de l'air (en kg/m3)
- S le maître couple, c'est-à-dire la surface frontale (en m²)
- Cx le coefficient de trainée (sans unité)
- V la vitesse (en m/s)
- g l’accélération de la pesanteur = 9.81 m/s²
- M la masse du véhicule + pilote (en kg)
- f le coefficient de résistance au roulement (sans unité)
- p la pente à gravir (sans unité) : p = 0.10 pour une pente de 10% par exemple
Récapitulatif des hypothèses en fonction du véhicule :
On obtient alors les courbes suivantes, donnant la puissance nécessaire à l’avancement en fonction de la vitesse pour une route plane :
La consommation
Il est alors intéressant de s’intéresser à la consommation de chaque véhicule. Elle est obtenue ainsi :
On obtient un résultat en Wh/km. Pour que cela soit plus parlant, on peut le convertir en litres de carburant / 100 km. 1L de carburant étant environ l’équivalent de 10 kWh, on a :
On peut alors tracer les courbes donnant la consommation en fonction de la vitesse pour une route plane :
L'autonomie
L'autonomie est obtenue en divisant la capacité de la batterie (en Wh) par la consommation (en Wh/km) :
Source : http://fabriceb.verof.free.fr