Utilisation moyennée d'un véhicule
électrique amélioré et d'une Prius
Afin de trouver une voie d'amélioration pour diminuer encore
plus la consommation moyennée en carburant pétrolier des deux véhicules
constatée dans le test hybride II (3,3 l aux 100 km mesurés sur 74000 Km
parcourus), nous allons tenter de réduire plus la consommation de pétrole en
agissant du coté du véhicule à usage de
proximité. Du coté de la Prius, ce véhicule reste à ce jour le véhicule de
cette catégorie (capacité de transport rapporté à la consommation sur de grande
distance) qui consomme le moins. Pour cela nous allons cette fois partir du
Kangoo 100% électrique de Renault "Electri Cité" que nous allons améliorer au maximum avec des
technologies disponibles. Comme pour le test hybride II,
nous allons comparer le plus objectivement possible la combinaison de deux
filières en nous basant sur les deux meilleurs véhicules du marché
(commercialisé ou ayant été commercialisé) dans leur catégorie (Hybride et VE)
que nous avons testé nous-mêmes:
Le Kangoo Electri
Cité de
Renault et La Prius II de Toyota
(cliquez pour suivre leur essai).
Le thème principale de cette étude est l'utilisation d'une
batterie à géométrie variable
Batterie à géométrie variable en résumé ???
C'est la combinaison d'une batterie de capacité standard
permettant un usage intensif au quotidien et ayant une capacité pour résister à
un cyclage très important et d'une batterie de capacité mais dont la conception
n'est pas étudier pour résister à de nombreux cycles. En quelques sorte il
s'agit de combiner les avantages des 2 batteries pour arriver à un rapport
qualité/prix/usage acceptable.
Ce nouveau test est lancé sur une initiative de COTATEL SA
dans le but de faire la promotion de l'écologie active en matière d'automobile.
C'est donc une étude complémentaire au
test hybride II
Pour mieux comprendre, voici tout d'abord des
tableaux comparatifs du Kangoo Elect' Road, du Kangoo Electri Cité et de l'Auto-Magique. La colonne
Auto-Magique évoluera au fur et à mesure de l'amélioration du véhicule.
| Explication |
Hybride à dominante
électrique |
Kangoo Electri Cité
100% Electrique |
L'Auto Magique Hybride
électrique/solaire |
Le meilleur
des mondes |
L'utilisateur du Kangoo ER rêve qu'en fin d'autonomie électrique il va
pouvoir continuer à rouler indéfiniment pour ses trajets exceptionnels et
de vacances en
mode essence |
L'utilisateur du Kangoo 100% électrique, rêve d'un secours
d'autonomie afin de pouvoir toujours rejoindre un point de charge. |
L'utilisateur de l'Auto-Magique, sait qu'il a un joker de
40 km à sa disposition, mais il rêve aussi à un système pour régénérer le
joker avec un système à carburant mais silencieux. |
| Le bouton ! On ne peut se tromper il est caché sur les 2 véhicules
en bas à gauche du volant. |
  |
|
Bientôt, un interrupteur placé sur le tableau de bord permettra d'activer
le joker de capacité à partir de l'habitable durant le roulage. Pour
l'instant il faut ouvrir le capot et manipuler des disjoncteurs pour coupler la batterie "Range-Extendeur" |
La réalité
sans le bouton
"Range-extendeur" |
80 km de rêve pour 1€
jusqu'à 125 km/hPossible 2 fois par jour au maximum
car la batterie chauffe
Aller retour 160 Km avec une charge intermédiaire de 6 heures (au moins 4
heures pour 140 Km). |
100 km d'autonomie en mode pied
léger sur le plat car le véhicule est un peu plus léger que son homologue
ER |
Entre 90 et 100 km d'autonomie avec la batterie de base
|
La réalité
en appuyant sur le
bouton si il existe |
Après 4 minutes de chauffe au ralenti, gain de 100 Km à vitesse normale (en consommant du 6,5l/100 d'essence
sur la partie du parcours réalisée en mixte) Autonomie maximum de 170 Km.
Le coté ZEN du Kangoo disparaît mais vous allez plus loin et vous
rentrez à coup sûr chez vous, c'est qui vous rend ZEN en mode électrique. |
Aucun secours disponible, il faut donc anticiper le point de
recharge et donc par définition il n'est pas possible d'utiliser à 100% les capacités de la batterie
de traction. |
Période 1: 40 km supplémentaires de disponible sans bruit (moins que le Kangoo ER)
Pas besoin d'anticiper son utilisation, il suffit dès que le voyant de
fin d'autonomie s'allume de connecter la batterie range-extendeur.
Période 2: 100 km supplémentaires à partir de mars 2010 |
| Autonomie maximum sans recharge
électrique |
170 km maxi sur le plat sans ajout d'essence 300 km avec
18 l de SP95 |
105 km maxi sur route dégagée en roulant à 70 km/h. |
Période 1: 135 km maxi sur route dégagée en roulant à 70 km/h. |
| Parcours maximum en 24 heures avec
chargeur embarqué |
500 km (limité par la fatigue du temps déroulage) et du
bruit du range-extendeur thermique qui gâche le plaisir du pure VE. |
200 km |
250 km |
| Parcours maximum en 24 heures avec
chargeur semi rapide Charly |
600 km avec 36 l de SP95 attention temps de roulage
entrainant de la fatigue car le range extendeur tourne au régime maximum |
260 km
100% silence |
300 Km
100% silence donc sans fatigue
Chiffres pouvant être dépassé avec un 3 points de
recharges intermédiaires car la batterie principale chauffe moins grâce à la 2ème
batterie qui se charge d'une partie de l'intensité nécessaire à la
traction du véhicule. |
| L'idéal, le rêve |
Rouler après le mode électrique comme avec une Prius pour 5l/100 |
Un chargeur embarqué silencieux de faible volume...
utilisant un carburant propre (pile à combustible ?) |
Au delà des 150 km, Un chargeur embarqué silencieux de
faible volume... utilisant un carburant propre (pile à combustible ?) |
Tableau comparatif des coûts au kilomètre
de l'énergie consommée selon la distance parcourue dans la journée pour chacun
des véhicules au plus économique.
Hypothèses: 1 l de 95 1,23 € 1 kWh EDF au tarif EJP:
coût marginal supplémentaire: 0,0698 € TTC.
Attention! lire avant
interprétation la note d'avertissement importante au pied du tableau.
| Test Hybride II - Cotatel SA |
Graphe de consommation moyenne en coût par KM selon
longueur du parcours (meilleur cas) |
|
Trajet Urbain:
Bien sûr tout dépend de la nervosité de sa conduite
Le Kangoo ER peut passer de 12,3 kWh au 100 à 21 kWh au 100 (+
70%)
L'auto Magique peut passer de 11 kWh aux 100 km à 19 kWh au 100 (+
70%)
Pour la Prius cela va de 4,8 à 6 l aux 100 km (si vous faites
exprès de mal faire) |
Projections attendues pour l'Auto Magique |
|
Les autres tableaux en condition autre que circuit urbain sont à venir
au fur été à mesure des 2 ans d'expérimentation planifié sur l'Auto-Magique. |
Note:
-
Ces tableaux fournis gratuitement sur le site
www.pile-au-methanol.com ont été
réalisés avec les mesures en vraies grandeurs effectuées pour ce test.
-
Ils ont uniquement valeur de comparatif pour expliciter les
avantages et les inconvénients des deux filières hybrides.
-
En aucun cas, ces chiffres ne proviennent de sources
officielles constructeurs ils n'ont donc aucune valeur légale et ne peuvent en
aucun cas engager Cotatel SA ou les constructeurs nommés.
On voit très clairement sur ces tableaux que l'électricité
est vraiment une énergie de traction très très économique (absence de TIPP). Les
véhicules ayant des valeurs de vente à neuf similaires il y a un avantage au
Kangoo très net pour un usage quotidien de 140 Km par jour (exemple pour se
rendre à son travail). Les voitures électriques bénéficient en terme de parking
de gros avantages dans les grandes villes. Sur le plan financier il n'y a pas
photo c'est le Kangoo qui gagne. Pour partir loin et en vacances c'est la Prius
qu'il vous faut. L'idéal c'est d'avoir les deux mais là c'est une autre
histoire.
Les
Bizarreries entre les 3 Kangoo
|
Étude de cas |
Kangoo
Elect'road |
Kangoo Electri Cité
100% Electrique |
L'Auto Magique Hybride
électrique/solaire |
Temps en parking avant la panne batterie auxiliaire
(12
volts) |
La batterie 12 volts se recharge en permanence sur la batterie
principale (même véhicule stationné et fermé) Le véhicule peut donc rester au moins
un mois dans un parking et pouvoir ressortir du parking quitte à mettre le
prolongateur d'autonomie. |
La batterie 12 volts se recharge en permanence sur la
batterie principale (même véhicule stationné et fermé) Le véhicule peut
donc rester au moins un mois dans un parking et sortir avec une autonomie
limitée. |
La batterie 12 volts est rechargée par le toit solaire de
jour. La batterie de traction s'auto décharge de 5% par mois. A l'arrêt, un petit circuit électronique envoi le surplus de
production solaire du véhicule vers la batterie "Range extendeur".
Le véhicule gagnera de la charge uniquement avec le soleil (Recharge à
100% en 50 jours) |
| Volant |
Bien qu'assistée, la direction nécessite de faire beaucoup de tours
pour faire demi-tour. |
L'assistance de la direction est déconnectable à la
demande du conducteur par un bouton ergonomique à gauche du volant (gain 2
à 3 km selon l'usage du véhicule) |
| 220 volts |
|
|
L'Auto-Magique est équipée d'une production solaire de 220
volts - Idéal pour alimenter son bureau mobile. |
| Entretien |
Tous les 5500 km ajout d'eau distillée dans les batteries et charge
d'entretien (plus d'une journée car il faut une nuit) Pas très coûteux
mais contraignant car il faut se rendre dans un garage équipé. Tous les
60000 km entretien du prolongateur (dépend de son usage) |
Tous les 4500 km ajout d'eau distillée dans les batteries et charge
d'entretien (plus d'une journée car il faut une nuit) Pas très coûteux
mais contraignant car il faut se rendre dans un garage équipé. |
Tous les 4500 km ajout d'eau distillée dans les batteries
et charge d'entretien (plus d'une journée car il faut une nuit) Pas très
coûteux Tous les 50 usages de la batterie range extendeur, plein
d'eau manuel avec une seringue des 110 éléments un par un - Prévoir 3
litres d'eau distillée et une bonne demi-journée pour le faire. |
| Gros embouteillages |
Le Kangoo ER n'est pas si à l'aise que ce que l'on pourrait s'imaginer.
Ses auxiliaires consomment beaucoup (au moins 3 A sous 132 volts avec le
pied sur le frein) et le prolongateur n'est d'aucun secours dans ce type
de situation. Dès que vous lâchez le frein le moteur consomme au moins 8 à
10 Ampères pour imiter le rampage d'une boîte automatique. (Aide au
démarrage en cote) |
Le Kangoo Electri Cité, est plus à l'aise car plus léger
que le Kangoo ER |
L'Auto-Magique grâce à ces panneaux solaire est encore
plus à l'aise dans les bouchons |
| Pour faire le plein |
Charge lente: de 5 à 7 heures pour remplir à
100% la batterie Charge semi rapide 10 Kw: 80% de la batterie en 1H45 en
partant d'une batterie vide
Charge rapide 30 Kw: 80 en une 1/2 heure.
Réservoir: jusqu'à 9 litres de SP95 |
Charge lente: de 5 à 7 heures pour remplir à
100% la batterie Charge semi rapide 10 Kw: 80% de la batterie en 1H45 en
partant d'une batterie vide
Charge rapide 30 kW: 80 en une 1/2 heure.
La batterie chauffe en fin d'autonomie risquant de décaler de 2 heures
le début de la recharge l'été |
Charge lente: de 5 à 7 heures pour remplir à
100% la batterie la batterie principale Charge semi rapide 15 kW: 80% de
la batterie en 2H15 en partant des 2 batteries vides
Charge rapide 30 kW: 80% en 3/4 heure.
Pas de chauffe excessive de la batterie principale garce à la
répartition des consommation sur 2 batteries
La batterie "Range Extendeur" se charge en même temps que le véhicule dans le cadre d'une charge semi-rapide puissance de
14 Kw: Temps global 2H15
si 100% vide. |
Bilan coût
carburant et pollution
|
Étude de cas |
Kangoo
Elect'road |
Prius II (Sol Pack) |
Kangoo Electri Cité |
Auto-Magique |
| Best Range sur le plan de la consommation |
0 à 70 Km |
10 à 900 km |
0 à 100 km |
0 à 150 km |
| Coût carburant au 100 km en moyenne |
3,25 € pour 100 kilomètres |
6,7 €uros pour 100 Km |
2 € pour 100 kilomètres |
2,2 € pour 100 kilomètres |
| Coût carburant best range |
1,75 € pour 100 kilomètres (en fait 80 km) |
6,24 €uros pour 100 km |
1,75 € pour 100 kilomètres |
1,9 € pour 100 kilomètres |
| Coût petit entretien |
2 € pour 100 km (eau distillée batterie) + contrôle Ramené à 0,12 €
pour 100 km en faisant soit même le plein d'eau distillée ! |
0,9 €uros pour 100 km jusqu'à 60.000 km |
2 € pour 100 km (eau distillée batterie) + contrôle Ramené à 0,12 €
pour 100 km en faisant soit même le plein d'eau distillée ! |
2 € pour 100 km (eau distillée batterie) + contrôle Ramené à 0,12 €
pour 100 km en faisant soit même le plein d'eau distillée ! |
| Pollution à l'usage en moyenne |
29 g CO2 au km (partie essence) Base électricité française Heure creuse
5,4 gCO2 au km
soit 34,4 gCO2 au Km |
104 g CO2au km (basé sur 4,3l au 100) dans la pratique
c'est 104 gCO2/4,3 l * 5 !
soit 120 gCO2
au km |
5,4 gCO2 au km |
5,4 gCO2 au km |
| Pollution à l'usage best range |
5,4 g CO2
au km (uniquement électrique) |
104 g CO2 au km |
5,4 gCO2 au km |
5,4 gCO2 au km |
Un peu
de technique
|
|
Kangoo
Electro'road |
Kangoo
Electri Cité |
Auto-Magique |
| Puissance moteur électrique |
Bridé à 22 kWatt (35 cv) pour cause puissance batterie et adhérence à
cause du couple (Le moteur peut encaisser 29 kwatt) |
Moteur débridé
29 kWatt |
| Puissance moteur thermique |
15 Kwatt mécanique Bicylindre dépollué de 475 cm3 2 alternateurs
de 132 volts 5 kW |
Aucun |
Aucun |
| Puissance globale |
Système série donc 22 kW (35 cv) |
29 kWatt |
| Batterie principale |
Cadmium Nickel 132 volts - 100 Ah soit
13,2 Kwh Poids: Environ 283 kg dans des
bacs situés sous le véhicule (aucune perte de place dans le volume
intérieur du Kangoo)
Le centre de gravité est donc très bas! 22 éléments STM5-100 6 volts
de chez SAFT
- Refroidissement par air
- 55 Wh/kg à C/3
- 88 Wh/dm3 à C/3
- 122 W/kg à 80% DOD
- 203 W/l (puissance par litre typique)
- 12,9 kg
- dimension en mm 248x120x260
- volume 7,74 dm3
|
| Batterie Range Extendeur période 1 |
Aucune |
Aucune |
Octobre 2008: (Nicd 84 volts 48 Ah) Batterie composée d'éléments
standards aviation
(NiMh 48 volts 42 Ah
Pbgel 48 volts 14 Ah )
Soit 6 kWh |
| Batterie Range Extendeur période 1 |
Aucune |
Aucune |
Mars 2010: (projet en cours de réalisation) Technologie
Lithium
Soit 12 kWh |
| Apport solaire |
Clim solaire sur la Toujours Contente uniquement 20W solaire |
Aucune |
Octobre: Economie 3 A/12 volts durant le roulage.
2,09 m2 de panneaux solaire
300 Watt solaire
Amélioration prévue avec un stockage et une régulation adaptée: gain 2A
sur 132 volts durant le temps de roulage soit 3 à 4 km par charge. |
| Cx Résistance aérodynamique |
0,35 (il y a pire...)
S= 2,61 m2 SCx=0,91
|
estimation: 0,36 S= 2,66 m2 SCx=0,95 |
| Vitesse Max |
120 km/h
(pour une courte durée car à 220 ampères on tient 20
minutes!) |
115 km/h |
| Puissance fiscale en France |
1 cv - Carte grise EE |
| Poids à vide du véhicule avec sa batterie |
1425 kg dont 283 kg de batterie |
1297 kg dont 283 kg de batterie |
1297 kg dont 283 kg de batterie + 122 Kg d'augmentation de
masse batterie Range Extendeur compte tenu du gain sur les masses fontes
placées à l'avant du véhicule soit l'équivalent du Kangoo ER. |
| Chauffage |
Une résistance de 3 kW dans le circuit d'air de la voiture. Certes
c'est puissant mais de quoi réduire à 50 km votre autonomie....
Le circuit de refroidissement thermique du prolongateur lorsqu'il est à
température suffisante "mode hybride" coupe la résistance électrique
(aucune info sur le tableau de bord sur cette coupure, dommage)
On peut programmer l'hiver un préchauffage du véhicule
par le secteur après la fin de la charge de la batterie.
Heureusement, ma clim solaire fait aussi chauffage et je peux donc me
chauffer 700 Watts sur ma batterie rechargée au soleil. 1H d'autonomie. |
Une résistance de 3 kW dans le circuit d'air de la voiture. Certes
c'est puissant mais de quoi réduire à 50 km votre autonomie....
|
Une résistance de 3 kW dans le circuit d'air de la voiture. Certes
c'est puissant mais de quoi réduire à 80 km votre autonomie.... |
Quelques données d'énergétique pour
mieux comprendre les chiffres ci-dessus:
-
1 litre d'essence c'est 31,9 MJ soit 8,86 kWh théorique
-
Le rendement d'un moteur thermique c'est entre 20% et
25% (plage bon rendement d'un moteur thermique)
-
Donc 1 litre d'essence donne entre 1,77 kWh et 2,21 kWh
d'énergie mécanique en utilisation normale 1/4 puissance du moteur.
-
50 Wh mécanique c'est donc 0,025 l d'essence disons un
dé à coudre d'essence !
-
Pour accélérer 1 tonne de 0 à 68 km/h il faut 50 Wh
(Watt/h) de quoi allumer une ampoule de 50 watts pendant une heure.
(1 dé à coudre d'essence)
-
Pour freiner 1 tonne de 68 km/h à 0 km/h il faut perdre ou récupérer
50 Wh.
-
Pour élever 1 tonne de 18 mètres il faut 50 Wh.
-
Pour descendre 1 tonne de 18 mètres il faut perdre ou
récupérer 50 Wh.
-
Pour vaincre la résistance de l'air (dépend du aussi du Cx)
il faut perdre définitivement:
-
Enfin pour les pertes mécaniques en tout genre y compris le
travail des pneus sur la route il faut encore perdre 30 Wh pour faire 1 km il
est impossible de faire mieux sur route, sur le rail on gagne un peu car le
contact métal métal est plus économique pour le roulage.
Pour le Kangoo, sa batterie permettrait en théorie de
récupérer l'énergie d'une descente de 3625 ml donc même le fameux
col de la Bonette à 2802 m d'altitude n'y suffirait pas.
Un litre d'essence ne vous donnera jamais plus de 1,7 kWh
d'énergie utile à la sortie de l'axe du moteur avec un moteur à essence
classique en moyenne d'utilisation sur une voiture classique.
Compte tenu de tout ce travail pour récupérer des Wattheures aussi ne
les gaspillez pas en roulant trop vite car vous ne ferez que chauffer le vent et
accentuer l'effet de serre!
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