LVDL

@CN46400 Un peu trop simple comme description du concept du VH.

@amiaplacidus 

Vite fait :
"Les moteurs électrique ont un rendement de l’ordre de 90 % " 
Certes, mais le moteur n’est qu’un élément dans la chaîne des éléments permettant de faire rouler un VE : Voici un premier bilan des pertes en chaleur suivant les # étapes de recharge/décharge d’une batterie de VE :
1/ Les pertes pour faire venir l’électricité jusqu’à la borne : 10 à 15% de perte depuis la centrale : Pour le moment, personne ne s’équipe des 100 m² de panneaux photovoltaïques nécessaires pour recharger « SA ZOé » par exemple et cela quelque soit la période de l’année en France : Une telle installation coûte environs 50000 € en plus du prix du VE et a une durée de vie de 20 ans, non certaine !!!
2/ Les pertes dans le système de recharge : -5 à 10% en chaleur dans le convertisseur EDF=>Batterie
3/ Le perte dans la résistance interne de la batterie : Si vous chargez en 1 heure, c’est déjà 10% de perdu en chaleur pour une batterie neuve, et jusqu’à 50% pour une batterie au bout de 500 charges/décharges (eh oui !!!) C’est même un indice de mesure d’usure de la batterie !

=> Je fais une pause : A ce stade, on a chargé la batterie, juste « mis de l’essence dans le réservoir » pour imager...Maintenant, utilisons cette énergie : C’est simple, on inverse les flux...

4/ Les pertes dans la résistance interne de la batterie en décharge : Les mêmes qu’en charge ; Si vous déchargez en 1 heure (conduite sportive), vous perdrez encore 10%. Disons 5% parce que vous roulez gentiment.
5/ Les pertes dans le système de commande du moteur : 5% à 10%, suivant l’utilisation du véhicule.
6/ ça y est ! On y est : là je suis d’accord : Les pertes dans le moteur : 5% à 10%, suivant l’utilisation du véhicule.

Le bilan depuis le « cul de l’unité de production d’électricité » : En gros, et sous conditions de recharge en 1 heure au moins, 6 étapes à 0,9 de rendement, soit le calcul suivant « 0,9*0,9*0,9*0,9*0,9*0,9 »  (chacune des 6 étapes de charge/décharge) qui s’écrivent plus concisément (0,9)6 = 0,53 …On est à environ 50% de l’énergie initiale, la moitié est perdue en chaleur….loin de 90%...

Maintenant, si vous rechargez en 20 mn, les 10% de pertes dans la résistance interne de la batterie (étape 3/) passent à 30% (sans compter que votre batterie aura un durée de vie réduite d’autant…de 30% car elle va beaucoup chauffer !!! C’est l’arnaque de la charge rapide pour vous faire acheter des VEs…), et si vous conduisez un peut trop nerveusement, c’est encore 20% de pertes à la décharge dans la résistance interne de la batterie. Là, on s’étouffe, car on obtient « 0,9*0,9*0,7*0,7*0,9*0,9 » soit 32% de rendement !!! (a titre de comparaison, un moteur thermique « Miller » équipant les VT avoisine les 38% !!!)

Alors si la production d’électricité était 100% VERTE, OUI ! On se foutrait des 70% de pertes en chaleur en rechargeant les batteries en 20 mn et en roulant comme des bananes !!! Sauf qu’on est pas près de cette situation là. Et encore, vu qu’on bouzillerait 2 fois plus vite les batteries (en 50000 kms), et que rien qu’en France, il y a 40 millions de véhicules, personne ne pourra aujourd’hui vous dire ce qu’impliquera le retraitement de toutes ces batteries HS…

@LVDL

…Suite da la 1ière partie de ma réponse @Sophie...

A savoir : Tout véhicule utilisant l’électricité comme énergie est d’autant plus efficace que l’on accélère et freine très gentiment : Une conduite nerveuse d’un VE effondre drastiquement son autonomie annoncée, jusqu’à un facteur 4 sans aucun problème, et c’est en plus sans compter la réduction de la durée de vie de sa batterie par un même facteur…Et oui, le VE n’est adapté ni à la conduite nerveuse, ni à la charge ou décharge rapide ! Bannissez à tout prix toute recharge inférieur à 1 heure, c’est tout bonnement un massacre écologique ! Quand je pense au tapage média sur les bornes à recharge rapide, 30 mn, 20mn !!! C’est scandaleux ! N’importe quel physicien chimiste pourrait vous le démontrer par A+B. Soit !

 Voilà, nous y sommes, un VH avec une batterie très raisonnable permet, en associant un moteur thermique poussif mais au haut rendement (type Miller) avec un « petit » moteur électrique juste pour soit accélérer « localement », soit freiner « gentiment », jusqu’à 25% de consommation d’énergie fossile en moins par rapport à un Véhicule 100% Thermique (VT). Et il s’agit d’une véritable économie, résultant pour 80% de la simple association, l’hybridation, thermique électrique, et pour 20% pour la récupération (gentil freinage).

 Et conduire un VH c’est exactement comme conduire un VE, il n’y a pas de vitesse, c’est entièrement automatique : Un savant couplage mécanique du moteur thermique, du moteur électrique et des roues, le tout piloté par l’ordinateur de bord qui s’occupe de tout pour optimiser les économies d’énergie « essence » et électrique.

 Ainsi, rouler en VH c’est réduire d’emblée d’un quart nos consommations d’énergie fossiles sans aucun autre inconvénient majeur, ni caché : La taille réduite des batteries permet une première industrialisation beaucoup moins risquées qu’avec un VE, et leur utilisation qu’en mode d’appoint local (accélération ou freinage) le principal étant fournit par le thermique permet une durée de vie sûre des batteries : On ne loue pas les batteries d’un VH parce qu’elles sont hyper-fiables parce que réduites et juste d’appoint (Les Prius Toyota existent depuis plus de 20 ans). Enfin, mais il faudrait écrire tout un nouvel article là-dessus, le VE n’est vraiment pas aussi écologique qu’on pourrait le penser : La seule chose qu’il permet, c’est d’éloigner « momentanément » et « égoïstement » la pollution, ce que le VH fait quasiment aussi bien aujourd’hui (30 à 50 kms/jour en 100% électrique avec un VH en conduite douce).

 J’espère avoir éclairé un tant soit peu votre lanterne sur ce que propose l’hybridation thermique électrique avec le VH.

Pour finir, mon expérience en industrialisation de systèmes (mécanique, électrique, hydraulique, pneumatique…) m’a toujours démontré que le passage d’une technologie à une autre, ici du 100% thermique au 100% électrique, se fait par une phase irrémédiable d’hybridation, où les 2 mondes cohabitent pour s’entraider, chacun apportant le meilleur de lui-même en s’adaptant au contexte courant. Même la vie a recours à l’hybridation lorsqu’il lui faut s’adapter : C’est le seul moyen de « gagner du temps ».

Le VE viendra un jour, c’est une certitude, et il le faut, mais pour ma part, je ne le vois pas sérieusement avant une centaine d’années : Le nouveau monde dont on nous parle, c’est bien celui-ci, celui des projets magnifiques, comme l’utilisation exclusive des énergies renouvelables (moi je parle plutôt des « énergies extra-terrestres » je trouve que cela « parle mieux », face aux « énergies terrestres » pour les fossiles). Mais justement, ces projets ne se feront que sous le jouc d’une programmation sérieuse et réfléchie sur au moins cent ans, voire plus…C’est bel et bien fini les plans sur la comète pour la veille, nous sommes rentrés dans le temps des cathédrales du 21 et 22 ième siècles…Et c’est cela qui me motive, des projets au-delà de toute vie humaine !!! Bienvenu au Moyen Âge Technologique qui fut une période magnifique sur bien des plans, contrairement à l’idée que trop s’en font.

@sophie 

D’abord merci pour tous vos commentaires qui sont toujours les bienvenus.

« …pouvez vous expliquer le véhicule hybride ? » voilà une excellente demande.

Je m’en vais tenter de vous convaincre du « Pourquoi le Véhicule Hybride (VH) est une première solution ? » 

Pour ma part, j’ai pu essayer plusieurs véhicules hybrides de type PlugIn (que l’on peut recharger chez soi via une prise EDF standard en 4 heures environs) et j’ai pu constater pour une utilisation ville/autoroute/montagne sur environs 15000 kms qu’en définitive la consommation d’essence ressortait un bon ¼ en dessous de celle d’un véhicule thermique équivalent.

Ce constat est très simple à faire car l’ordinateur de bord « compte tout » pour vous : Par exemple, une Prius Toyota PlugIn consomme environ 5,5 l/100 kms en global, en roulant sans faire d’effort particulier d’économie, par exemple, à 137 compteur sur l’autoroute pour obtenir un véritable 130 chrono... Avec un véhicule thermique de gamme équivalente, on se trouve plutôt franchement au-dessus des 7 l/100 kms. Alors d’où provient d’abord cette réelle économie ?

 Réponse : de part l’association,

1/ D’un moteur thermique hyper-optimisé que l’on ne fait tourner qu’autour de son régime optimal : En mécanique, chaque moteur thermique présente un rendement maximal à un régime qui lui est propre, correspondant pour les puristes au « couple maximum » : C’est à ce régime qu’il donne le meilleur de lui-même ; conso mini + pollution mini. De plus, les moteurs thermiques équipant les VH sont spécifiquement calculés pour être très poussifs mais ultra-économes et beaucoup moins polluants : Utilisés seuls, personne n’en voudrait car ils sont « très lents pour monter dans les tours », conçus comme les « vieux moteurs », pour les puristed encore, pas du tout « super-carrés »…Ils ronronnent, sont adaptés à l’endurance, au régime stabilisés. Par exemple, le moteur « Miller » en est un exemple. Donc retenez que le moteur thermique d’un VH ne pourrait pas être utilisé SEUL : Il serait vraiment trop poussif, mais c’est quand même lui qui va fournir « la BASE de la puissance nécessaire » d’un VH (environ 80% de la puissance totale du véhicule). Cela ressemble au système à pompe à chaleur : On fait une BASE de 12 15 °C hyper-optimisée en tout temps, et on fait les degrés manquant avec une énergie d’appoint…

2/ D’un moteur électrique dont tout le monde connaît la vivacité : C’est lui qui fournira le surplus de puissance nécessaire lorsque vous souhaiterez accélérer, le moteur thermique n’ayant qu’à prendre son temps pour augmenter sa puissance s’il l’accélération demandé perdure assez longtemps. De plus, dans le cas où le moteur thermique fournirait déjà trop de puissance, par exemple en fin d’accélération, alors le moteur électrique devient un générateur et recharge la batterie : Autrement dit, même les défauts de réactivité du moteur thermique du VH sont récupérés dans la batterie. Idéal !

L’essentiel de l’économie provient donc du fait que l’on palie les défauts de réactivité d’un moteur thermique « non poussé » mais optimisé en consommation avec soit le surplus instantané de puissance du moteur électrique, soit en transférant son surplus momentané de puissance vers la batterie du VH. Remarque en passant entre les batteries de VH et de Véhicule Electrique (VE) :

La batterie d’un VH est évidemment beaucoup plus petite que celle d’un VE, entre 1/4 et 1/7 plus petite, ce qui permet de ne pas se trimbaler par exemple les 350 kgs de batterie équipant une ZOé, soit 4 personnes de 85 kgs en permanence : Bonjour la consommation… Mais plutôt une seule : En effet, il faut avoir à l’esprit que chaque tranche de 10 kgs de masse transportée augmente d’environ 0,8% l’énergie nécessaire de déplacement, soit 28% de plus sur un véhicule ZOé, contre 4% sur un VH équivalent. Sur ce point, le Véhicule Thermique (VT) est imbattable : Avec 25 litres d’essence pesant 20 kgs on fait 300 kms, le réservoir étant vide à l’arrivée, cela ne représente qu’une charge moyenne de 10 kgs !!! Contre les 350 kgs d’une batterie pour 300 kms en VE.

 Une autre économie est réalisée par le VH : La récupération d’énergie lorsque l’on passe « en frein moteur » : Lorsqu’on lâche la pédale d’accélération, le VH simule un frein moteur en utilisant, encore une fois, le moteur électrique en génératrice pour recharger la batterie, récupérant ainsi l’énergie cinétique du VH en la transformant en énergie électrique immédiatement stockée dans la batterie. Et tout comme les VEs, les VHs vous encore plus loin que le simple effet « frein moteur » de relâchement de la pédale d’accélération : Si vous commencer à appuyer « gentiment » sur la pédale de frein, le VH augmentera l’effet de frein moteur sans avoir recours au freinage traditionnel. A noter que le qualificatif « gentiment » cité ci-dessus nécessite un apprentissage du conducteur : En effet, si vous freiner au-delà d’une limite, alors ceux sont évidemment les freins traditionnels qui prennent le relais et « perdent l’énergie en chaleur » définitivement. Mais, c’est donc encore cette récupération d’énergie cinétique en stockage électrique qui permet une économie d’énergie d’environs 3 à 5% au global. A titre d’anecdote, j’ai fait l’essai avec un Prius 2 Toyota dans les Alpes, partant de l’hôtel dans la vallée 100% chargée, effectuant une montée de 8 kms au bas des pistes en 100% électrique, déchargeant ainsi totalement la batterie (donnée pour 25 kms sur le plat), puis revenant en frein moteur en descente permanente, en respectant la non utilisation du frein traditionnel, et arrivant à l’hôtel avec une batterie rechargée à 90% !!! Il faut en revanche conduire « gentiment », mais tout VH indique simplement le moment où la récupération en freinage de véhicule commence à utiliser les freins traditionnels…

...la suite dans le 2ième message qui suit...