175km d'autonomie. Est-ce normal?

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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Guy CB
La densité de l'air ;-)
Hyundai Ioniq SE CCP depuis septembre 2017
Toyota Prius 2012 2012-2017 (71000km)
BMW 328i 1996 2009-2012 (60000km)
Golf GL 1998 2004-2009 (134000km)
Vélo électrique eProdigy Whistler 2014 avec plus de 10000km
Gatineau (Aylmer), Québec
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Primate
En réponse à ce message posté par Philippe Lemieux
Philippe Lemieux wrote
Un tableau intéressant provenant d'un autre forum.

Tableau très révélateur de l'écart élevé d'autonomie d'un facteur d'environ 3 (2,85 ici) aux extrêmes.

Cette personne à réussi à faire 351 km dans des conditions optimales, mais seulement 123 km dans les pires conditions du tableau.

Il s'agit d'une baisse de 65% d'autonomie.
 
Ceci est absolument incomparable avec une hybride à essence, à mon avis.

Ce genre  de baisse est impossible avec une hybride selon mon expérience personnelle avec 3 Prius et même mes autos à essence des années 90.

En Prius 2003 à 60-80 km/h, elle affichait 3.6 à 3.8 L/100 km. En Prius 2010, c'était 3.2 à 3.4 L/100 km.

En utilisant la proportion 2,85 du tableau de la Ioniq on arriverait à 9 à 11 L/100 km en Prius dans pires conditions.  Toutefois, il est difficile de dépasser 6.5 L/100 km en Prius.  Je n'ai jamais vu plus de 7 L/100 km sur un parcours au delà de 10 km, selon mes souvenirs.

Pour une voiture à essence, l'amplitude de changement est encore moins élevée que pour un hybride à essence, selon mon expérience personnelle incluant plus de 20 ans de statistique de consommation.

Il semble donc faux de mentionner qu'une auto électrique consomme davantage l'hiver dans les même proportion qu'une voiture à essence.  À mon avis, ceux qui mentionnent le contraire sont des fanatiques qui ne chauffent par leur habitacle ou des propagandistes de faussetés.

Dans une voiture à essence, le chauffage est une récupération de chaleur gratuite, une cogénération de puissance et chaleur.

La Prius, depuis 2010, récupère même la chaleur de ses gaz d'échappement pour optimiser temps de chauffe (warm-up) du moteur et l'efficacité.


Les autos électrisantes de mon épouse :
Prius Prime 2017, 22 500 km et un problème de givre dans le pare-brise.
Volt 2015, 59 960 km, valve solénoïde ayant lâché dans transmission, panne totale & condensation problématique dans la voûte.
Volt 2012, 55 000 km, tête de moteur ayant lâché & 10 autres problèmes.
Et une seule borne Sun Country Highway Clipper Creek LCS-25 qui a presque 6 ans et plus 2000 recharges à son actif.
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
Ce message a été mis à jour le .
En réponse à ce message posté par Francois B
Il y a la densité de l'air qui peut compter pour 15% pour le coefficient de trainée, mais ça ne représente pas beaucoup car l'été la trainée compte pour environ 50%, ainsi 15% de 50%, nous donne 7.5% de plus.  Pour le chauffage, quand on coupe la climatisation, la consommation augmente quand même, donc il y a autre chose.  Je pense que ça doit être la résistance au roulement.  Avec le froid, les pneus sont plus difficiles à se déformer lors du roulement. Si le coefficient de résistance au roulement passe de 0.01 quand il faut chaud à 0.015 avec le froid, la portion de résistance au roulement augmente donc de 50%.

Supposons 14kwh/100 en été.
pour la trainée (50%), ça donne 7x1.15 = 8.05kwh/100km
pour la résistance au roulement (50%), ça donne 7x1.5 = 10.5kwh/100km
Ce qui donnerait 18.55kwh/100km sans climatisation.

Pour la résistance de l'air, j'ai trouvé un tableau sur internet.  Mais pour la résistance au roulement des pneus en fonction de la température, je n'ai rien trouvé.  Peut-être que quelqu'un peut nous éclairer avec ce point.
IONIQ électrique 2017 avec ensemble climat nordique
Borne EVduty 40 au travail.
Laval, Qc
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Philippe Lemieux
Réal D. wrote
  Mais pour la résistance au roulement des pneus en fonction de la température, je n'ai rien trouvé.
J'ai trouvé ce graphique.



Philippe
Leaf SV 2016, Borne EVDuty
Montréal
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
Merci beaucoup.

je ne sais pas si une courbe semblable existe pour les pneus à faible résistance au roulement.
IONIQ électrique 2017 avec ensemble climat nordique
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
Bonjour,

Suite au graphique que Philippe a partagé, j'ai fait une simulation mathématique de l'autonomie de la IONIQ avec ensemble climat nordique.  Dans ma simulation, j'ai supposé que les pneus à faible résistance au roulement avaient une variation de  coefficient de roulement en fonction de la température 2 fois moindre que celui du graphique.  J'ai aussi supposé que l'énergie requise pour le chauffage servait seulement à maintenir la température, donc, il y a un préchauffage avant de partir.  J'au aussi tenu compte de la densité de l'air qui augmente avec le froid.  La coche qu'il y a à -15 représente le début du chauffage résitif. Je ne tient pas compte de la neige sur la chaussé, ni de dénivellation.

Voici donc le résultat:



On verra à la fin de l'hiver si la simulation est réaliste.  Comme constatation, le chiffre de perte de 50% d'autonomie semble se confirmer autour de -15, et la perte est pire en bas de ça.

IONIQ électrique 2017 avec ensemble climat nordique
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Primate
Wow!  Intéressant!  Combien de kW de chauffage simulez-vous à 0, -10 et -20°C ?
Les autos électrisantes de mon épouse :
Prius Prime 2017, 22 500 km et un problème de givre dans le pare-brise.
Volt 2015, 59 960 km, valve solénoïde ayant lâché dans transmission, panne totale & condensation problématique dans la voûte.
Volt 2012, 55 000 km, tête de moteur ayant lâché & 10 autres problèmes.
Et une seule borne Sun Country Highway Clipper Creek LCS-25 qui a presque 6 ans et plus 2000 recharges à son actif.
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
Voici pour la puissance de chauffage en fonction de la température.  En gros c'est 100W par degré à partir de 20 Celcius.  J'ai trouvé sur internet que généralement une thermopompe avait un coefficient de performance 3,3 à 10 degré et de 2,3 autour de -8.  J'ai adapté la courbe pour arriver proche ce ces valeurs.  Pour le 100W par degré, j'ai pris cette données sur un des sujets du forum ioniqforum.com.  Quand il fera autour de -20, je vérifierai si c'est réaliste.  Jusqu'a maintenant, mes données recueillies sont proches de la courbe.

IONIQ électrique 2017 avec ensemble climat nordique
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
Voici la distribution pour l'énergie requise calculer pour rouler à 100km/h.  On voit que la traînée augmente un peu avec le froid, mais le pire, c'est la résistance au roulement.  À partir de -12 degré l'énergie pour le chauffage augmente beaucoup.  Le graphique montre que la plus grande augmentation de consommation est la résistance au roulement.  Ainsi le choix des pneus est très important pour pouvoir conserver son autonomie, surtout en hiver.

IONIQ électrique 2017 avec ensemble climat nordique
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Francois B
Ce message a été mis à jour le .
Vous avez de beaux graphiques, mais je n'achète pas l'importance que vous donnez à la résistance au roulement.
À moins de rouler avec des pneus à clous, la résistance au roulement ne représente pas plus de 20 à 30% de la consommation de base à 20°C(disons 14 kWh/100 km pour continuer avec le même exemple). Alors (0,3 x14kWh/100=), on dissipe 2,8 à 4,2 kWh d'énergie par 100 km dans la résistance au roulement. Comme la dissipation de l'énergie est en fait de la déformation (flexion, compression, cisaillement), ça ne fait pas sens qu'elle augmente de manière inversement proportionnelle à la température comme vous le d'écrivez. Le graphique trouvé par Philippe représente en fait majoritairement l'impact de la baisse de pression dans les pneus qui est lié à la température comme nous le dit la loi des gaz parfaits. Ce coefficient fait partie d'une équation plus complexe et ne peut être utilisé tel quel.

En utilisant le graphique de Michelin, je trouve 3 kWh par 100 km pour un pneu "vert". En lisant sur le sujet, la constante dans ma consommation entre mes pneus d'été et mes pneus d'hiver peut venir du fait que je suis passé de 16" à des 17" ce qui a peut être compensé la différence de gomme.

La grande coupable dans cette baisse d'autonomie c'est la batterie. Un iPhone dans un poche extérieur de manteau perd dramatiquement en autonomie et il n'a pas de résistance au roulement ni augmentation de la densité de l'air. Pour une batterie non thermorégulé, la perte vient de baisse de température qui ralenti les réactions chimiques. Dans le cas des batterie avec un système de thermorégulation, les kWh doivent partir dans le système pour maintenant la température constante.

http://toutsurlepneu.michelin.com/pneu-michelin-ultimate-energy
https://www.oponeo.fr/article/les-pneus-et-la-consommation-de-carburant

 
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Francois B
Ce message a été mis à jour le .
J'ai fait deux expériences aujourd'hui et j'en suis assez fière.

1) J'ai évalué expérimentalement la résistance au roulement d'une eGolf 2017 à -14°C
Pesé de la voiture + moi + saletés sur la peinture: 1690 kg

J'ai mesuré le temps de décélération pour passer de 50 km/h à 10 km/h. 2x dans un sens, 2 x dans l'autre. Le temps moyen était de 55 secondes.
 
En utilisant l'équation cinétique Ec=1/2mV^2. J'ai calculé que la voiture avait 163 002 Joules d'énergie à 50 km/h et il en restait 6 520 J à 10 km/h. Donc, si on néglige les frottements internes et la résistance de l'air, car je suis à "basse vitesse", la voiture à donc dissipé 156 482 J en 55 secondes surtout par la résistance au roulement. La valeur finale est de 2,9 kW/55sec ou encore  2,9 kWh.  En pourcentage, cela représente environ 15% de l'énergie totale qui passe via les pneus.

Littérature et expérimental se superpose presque parfaitement.

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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Francois B
La 2e:

J'ai laissé ma voiture à l'extérieur pendant 3h à -12°C. Par la suite, j'ai fait 15 km pour mesure une consommation moyenne de 21,4 kWh/100 km.

J'ai entré ma voiture au garage et j'au chauffé pendant 3h jusqu'à 10°C (température dans la voiture), mais en dirigeant la chaleur (4500W) sous le véhicule.  Par la suite, j'ai fait le même 15 km et j'ai mesuré une consommation moyenne de 13,2 kWh/100 km.

Cette expérience est moins rigoureuse que la précédente, car elle dépend de ma façon de conduire, mais disons que la différence est assez évidente pour conclure la température de la batterie joue le rôle principale dans la pièce.

Observations:
Samedi, j'ai fait 4 recharges rapides dans la journée et après chacune des recharges, ma consommation instantanée baissait radicalement au début pour remonté par la suite (15 kWh --> 18,5 kWh). Disons autour de 10-20 minutes après le départ. J'en conclu que l'échauffement lors de la recharge permettait une augmentation des réactions chimiques le temps que la batterie revienne à une température proche de l'air extérieur.
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
intéressant.
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
J'ai trouvé un autre graphique pour le coefficient de roulement vs température.  Le taux d'accroissement du coefficient est négatif en fonction de la température comme le graphique soumis par Philippe.  Je peux admettre que la température de la batterie peut avoir une incidence sur l'autonomie, mais je continue à croire que la température du pneu à une incidence sur l'autonomie.

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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Philippe Lemieux
Réal D. wrote
 Je peux admettre que la température de la batterie peut avoir une incidence sur l'autonomie, mais je continue à croire que la température du pneu à une incidence sur l'autonomie.

En effet. Une bonne explication de la dynamique des pneus sur cette page.



Philippe
Leaf SV 2016, Borne EVDuty
Montréal
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
En réponse à ce message posté par Francois B
Francois B wrote
J'ai fait deux expériences aujourd'hui et j'en suis assez fière.

1) J'ai évalué expérimentalement la résistance au roulement d'une eGolf 2017 à -14°C
Pesé de la voiture + moi + saletés sur la peinture: 1690 kg

J'ai mesuré le temps de décélération pour passer de 50 km/h à 10 km/h. 2x dans un sens, 2 x dans l'autre. Le temps moyen était de 55 secondes.
 
En utilisant l'équation cinétique Ec=1/2mV^2. J'ai calculé que la voiture avait 163 002 Joules d'énergie à 50 km/h et il en restait 6 520 J à 10 km/h. Donc, si on néglige les frottements internes et la résistance de l'air, car je suis à "basse vitesse", la voiture à donc dissipé 156 482 J en 55 secondes surtout par la résistance au roulement. La valeur finale est de 2,9 kW/55sec ou encore  2,9 kWh.  En pourcentage, cela représente environ 15% de l'énergie totale qui passe via les pneus.

Littérature et expérimental se superpose presque parfaitement.
Sur ma Ioniq, quand je mets sur le neutre, le moteur continue de tourner.  Il semble directement lié aux roues.  Je ne sais pas si c'est pareil sur la eGolf.   Si c'est le cas, est-ce que ton expérience serait faussée avec l'inertie du moteur?

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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Francois B
Oui, je le sens également en D0 (eGolf: N, D0, D1, D2, D3, B), position sur laquelle j’ai fait les tests, car le régénératif est désactivé. J'ai été refaire les tests pour m'assurer que j'avais pas de différence entre N et D0 ce qui effectivement le cas. Par contre, comme il faisait un léger -17°C je voulais vérifier s'il avait une différence avec les derniers tests, mais que cela t'en déplaise, je suis passé à 60 sec pour la décélération, soit 2,61 kWh ou encore une baisse de 8% (j'ignore si mes mesures sont exactes, par contre elle sont étonnamment précises entre les essais). Est-ce qu'une gomme plus rigide ne devrait pas réduire la friction?

Pour répondre à ta question sur la l'énergie contenu dans le rotation du moteur, j'ai dû faire pas mal de lecture et de recherche et voici mes hypothèses finales qui me sembles vraisemblables, mais comme je n'ai pas démonté mon moteur, ce n'est que des hypothèses.

Diamètre du rotor: 15 cm
Masse du rotor: 36 kg (peut être un peu lourd?)
Rotation à 50 km/h: 2000 RPM

J'ai travaillé avec la formule de cinétique de rotation: E=1/2mr^2 * (2π f )^2.

Conclusion: 3200 J ou encore moins de 2% de l'énergie cinétique de la voiture.
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Sebas
En réponse à ce message posté par Réal D.
Réal, pour qu'il soit possible de mettre la voiture sur le neutre il faudrait un embrayage.  La Ioniq a un réducteur, donc si les roues tournes le moteur tourne.
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
En réponse à ce message posté par Francois B
merci beaucoup pour les précisions.

Je pense que je devrai chercher ailleurs pour la perte d'autonomie.

Ce qui m'étonne, c'est que l'indicateur de chauffage me donne des données très près de ma courbe.  Peut-être qu'il n'est pas juste.
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Re: 175km d'autonomie. Est-ce normal?

Réal D.
Voici un lien intéressant concernant les batteries et en autre l'effet de la température sur la capacité de la batterie.

https://uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/7350/Lo_Joshua.pdf;sequence=1

Ici deux parties que je veux souligner
page 62:


page 97:

4. At low temperatures, the battery affects vehicle electric range mainly due to loss of capacity and decreased efficiency. At -20°C, only 70% of the rated capacity is accessible, meaning vehicle range is reduced by 30%. Decreased efficiency at -20°C results in an additional 5-14% loss of electric range compared to performance at 25°C depending on the drive cycle.


Je vais le relire plus attentivement, mais à première vue ça confirme l'hypothèse de Francois B.

Pour ma part, je continue mes recherches et expérimentations pour l'effet du froid sur la résistance au roulement.


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