Mécanique 3.4 Flashcards
Définis une Hybridation Série :
- Ces Moteurs se Caractérisent par une Grande Puissance
- Les Moteurs Electriques Propulsent les Roues Motrices avec des Moteurs
- Un Hybride Série N’est PAS un Véritable Véhicule Electrique car l’Electricité est Produite par l’Intermédiaire d’un Moteur
à Combustion pour Alimenter un Générateur - Actuellement, la Mise en Série N’est PLUS Commercialisée, cependant Tous les Constructeurs Automobiles Disposent d’un Prototype Hybride Série Utilisant une Pile à Combustible Alimentée par l’Hydrogène au Lieu d’un Moteur à Essence
Définis la Voiture hybride rechargeable (PHEV) - Hybridation Série
- Voiture Entièrement Electrique
- La Propulsion se fait Uniquement au Moyen d’un Moteur Electrique Développant une Puissance de 110kw/150ch
- L’électricité est Stockée dans Groupe de Batterie (16kw) comportant + de 220 Cellules lithium ion
Cite les 3 Manières de Charger la Batterie d’un PHEV :
- Lors du Freinage ou Ralentissement, l’Energie Cinétique est Transformée en Electricité
- Pendant l’Immobilisation dans le Trafic (feux rouges, embouteillages, …)
- Charger la Batterie via le Réseau Electrique, Mode «Plug-in».
* Le Rechargement Complet Prend environ 4 heures
Définis un E-REV ou Extended Range Electric Vehicule :
- La Voiture est Equipée d’un petit Moteur 1.4 litre à Essence qui Démarre Automatiquement
comme Générateur, si la Tension de la Batterie devrait être Trop Faible - Contrairement aux Hybrides de Toyota ou Honda, le Moteur à Combustion N’est PAS Utilisé pour Entraîner Directement les Roues; il Sert Uniquement à Générer de l’Electricité
Définis une Hybride Rechargeable PHEV - Hybride Parallèle ou Série/Parallèle
- PHEV : Plug-in Hybrid Electric Vehicle
- Les Mêmes Architectures que pour les Voitures Hybrides, mais avec une Batterie de Taille plus Conséquente, Rechargeable sur le Secteur ou Borne de recharge, permettant une Autonomie en tout Electrique Suffisante pour les Trajets Urbains ou Péri-Urbains du Quotidien (entre 40 et 60 km les modèles recents).
Définis un Hybride Série Parallèle :
- Les hybrides séries parallèles combinent ensembles les 2 modes
- Le Moteur à Essence et le Moteur Electrique sont Connectés à la Transmission par l’Intermédiaire des Voies Séparées, Permettant une Propulsion Entièrement Indépendante
via les 2 Moteurs - L’Alternance Entre les 2 Moteurs s’Opère suivant Plusieurs Modes (un Moteur Principal et un Moteur de Réserve OU Suivant la Vitesse…)
- Dans un Véhicule Hybride Série-Parallèle, un Ordinateur Surveille les Conditions de Conduite ET l’Etat de la Batterie pour Décider du Mode Opérateur
- Pour une Alternance entre ces Modes + Homogène, on fait Appel à une Transmission Unique de Variation Continue (CVT) qui utilise un Engrenage Planétaire
- Les Pièces de Rechange des Hybrides Série-Parallèle sont + Chères par Rapport aux
Pièces des Autres Montages - Cette Installation Garantit + d’Economie sur
les Frais de l’Energie et Offre + de Stabilité
Définis un MHEV : “Mild Hybride” Hybridation Légère :
- Par Rapport à l’Hybride Parallèle, l’Hybride Série est Beaucoup + Simple
- L’électromoteur est Monté à la Hauteur du Volant Moteur du Moteur à Essence
- De cette Manière les 2 Moteurs Forment véritablement un Tandem
- L’Electromoteur Aide le Moteur à Essence et Fournit de la Puissance Supplémentaire lors
de l’Accélération ET en Côte - Il est question d’une Hybride Légère (Mild Hybrid Car), parce que l’Electromoteur N’assure JAMAIS SEULE la Propulsion
- En Cas de Charge Partielle, comme sur une Route Plate à Vitesse Constante, le Moteur à
Combustion Fonctionne Seul - En Cas de Décélération ou Freinage, l’Electromoteur sert de Générateur qui Fournit du Courant à la Batterie
- L’électromoteur Peut également Servir de Démarreur pour le Moteur à Essence
- Ce Système est Utilisé dans la Honda Civic IMA (Integred Motor Assist)
- Le moteur à essence développe 90 CV et le moteur électrique 9 ch.
Cite les Différents Véhicules Electriques :
- MHEV : “Mild Hybride” Hybridation Légère
- E-REV ou Extended Range Electric Vehicule
- PHEV : Voiture hybride rechargeable Hybridation Série
- HEV : Voiture hybride (Hybrid Electric Vehicle)
1. Hybride Parallèle :
a) Hybride Parallèle Pré-Transmission
b) Hybride Parallèle Post-Transmission
c) Hybride Parallèle “Parla Route”
Cite les Comparaisons entre la Voiture thermique ET Voiture électrique :
- Moteur thermique :
a) Coût :
* Achat : 2/3 du prix de l’électrique
* Utilisation : Essence : 5 l/100 km / 1,65€/l
1,65€ x 5 l = 8.25€/100 km
b) Pollution:
* Emission de Gaz Polluant : CO2 – NOx – HC sur le Lieu de l’utilisation - Moteur Electrique :
a) Coût :
* Achat : 1,5X le Prix du Thermique
* Utilisation :Electrique : 10 KW/100 km / 0,25€/kW»_space;> 0,25 € x 10 KW = 2,5 €/100km
b) Pollution :
* Fabrication 50% de CO2 en +
* 40% due aux Batteries
* Extraction de Terres Rares
* Exploitation Humaine
* Pollution Délocalisée pour la Fabrication Localisée selon le Type de Production de l’Electricité (Centrale à Charbon)
* Recyclage des Batteries
Cite les Différents Aspects Techniques de La Motorisation Electrique et de l’Onduleur :
- Le Moteur à Courant Continu :
a. Le Moteur CC – DC motor
b. Le Moteur CC sans balais – DC motor Brushless - Le Moteur à Courant Alternatif :
a. Le Moteurs à induction ou asynchrones
b. Le Moteur Synchrone à rotor bobiné
c. Le Moteur Synchrone à Aimants Permanents
Cite les Avantages d’un Moteur à Courant Continu CC- DC Motor :
- Faciles à Piloter en Vitesse par Variation de Tension du Rotor
- Bon rendement (90%
Cite les Inconvénients d’un Moteur à Courant Continu CC- DC Motor :
- Pertes Thermiques situées au Rotor, Difficiles à Evacuer = Perte de Rendement
- Utilisation de Balais
- Vitesse de Rotation Elevée = Usure desBalais.
Cites les Caractéristiques d’un Moteur à Courant Continu sans Balais - DC Motor Brushless :
- Rotor à Aimants Permanents
- Couple Presque Constant & Faible
Consommation - Pilotage Electronique de la Vitesse
- Les KV Indiquent le Nombre de Tours/min
par Volt donc la Vitesse Maximale Théorique du Moteur. Par ex : un Moteur 3800 KV sera Capable de Tourner à 3800 Tours/min pour 1 Volt, Soit 28120 Tours/min avec un Accu Lipo de 7,4V
Cites les Avantages d’un Moteur à Courant Continu sans Balais - DC Motor Brushless :
- Rendement, Fiabilité, Réversibilité
- Polyvalence mais Surtout Contrôle SANS Erreur de la Vitesse et de la Position !
- Seul Réel Moteur Capable de Couple à l’Arrêt
Cites les Inconvénients d’un Moteur à Courant Continu sans Balais - DC Motor Brushless :
- Dépense : les Moteurs Brushless Coûtent + Cher
- Complexité : Nécessite un Variateur + Avancé
- Sensation de “Saut” Entre les Pôles Possible Si le Moteur N’en Compte PAS Assez
- Terres Rares
Définis les Moteurs à induction ou asynchrones :
La Sophistication Croissante des Onduleurs a Permis d’Utiliser ces Moteurs très Robustes,
Compacts et Fiables (aucun entretien)
Cites les Inconvénients des Moteurs à induction ou asynchrones :
- Nécessité d’un Onduleur pour Transformer le Courant Continu en Alternatif
- Variateur de Fréquence pour Gérer la Vitesse
- Glissement Magnétique (Friction) pour qu’il y ait Création de Couple = Pertes de Puissance
- Rendement Maxi 88%, et Diminue à 75% sur une Plage de Fonctionnement + Etendue
Cites les Avantages des Moteurs à induction ou asynchrones :
- Robustesse – Pas de Balai – Rotor SANS Bobinage = Facile à Fabriquer : Tesla (Rotor avec Barres de Cuivre pour un Rendement Maxi de 88%), Twizy
- Faible Coût et sa Fiabilité – Très Peu de Pièces d’Usure
Cite les Avantages du Moteur Synchrone à Rotor Bobiné :
- PAS de Glissement
- Rendement + Elevé 90% et +
- Gestion de la Vitesse par Modulation de Tension ou de Fréquence
- Couple Constant Même à Faible Vitesse
Cite les Inconvénients du Moteur Synchrone à Rotor Bobiné :
- Moins Robuste
- Balais pour Alimenter le Rotor = Pièce d’Usure
- Coûteux à la Fabrication
- Le Champ Magnétique du Rotor Peut être Modulé Electroniquement, ce qui permet un Pilotage Facilité à Haute Vitesse (en Défluxage)
- C’est la Solution Adoptée par Renault sur ZOE, Fluence et Kangoo
Cite les Avantages du Moteur Synchrone à Aimants Permanents :
- Rotor Constitué d’Aimants Permanents»_space;> PAS d’Alimentation Electrique du Rotor
- Moins de Maintenance – Pas de Balais
- Haut Rendement
Cite les Inconvénients du Moteur Synchrone à Aimants Permanents :
- Aimants Permanents Utilisant des Terres Rares»_space;> Pollution
- Risque de Désaimantation due au Défluxage
Définis la Roue Motorisés :
Ce Système Permet de Remplacer, Grâce à des Moteurs Electriques Logés dans les Roues, l’Ensemble des Fonctions Moteur et de Liaison au Sol d’un Véhicule
Cite les éléments qu’on retrouve dans une Roue Motorisée :
- Le Système de Freinage
- La Barre Antiroulis
- La colonne de Transmission
- Les organes Moteurs
- Les Suspensions
- Un Moteur Electrique d’une Puissance de +-38 kW (ce qui équivaut à un Moteur de +-45 chevaux)
Cite les Différentes Batteries :
- Batteries au Plomb
- Batteries Nickel-Cadmium
- Batteries lithium-métal polymère (LMP)
- Batteries lithium-ion polymère
- Batteries lithium-ion
- Batteries Lithium-Fer-Phosphate (LiFePO4)
- Batteries Sodium – Chlorure de Nickel (Zebra)
Définis la Batterie au Plomb :
Utilisées Uniquement comme Batterie de
Démarrage sur les Véhicules à Moteur
Thermique
Définis la Batterie Nickel-Cadmium :
Interdite pour les Voitures Electriques par l’UE
pour des Raisons de Toxicité du Cadmium et
de l’Electrolyte très Corrosif pour la Peau
Définis les Avantages d’une Batteries lithium-métal polymère (LMP) Groupe Boloré : Bluebus, Autolib, Citroën e-Méhari
- Absence d’Effet Mémoire
- Durée de Vie Prolongée
- Sécurité Accrue
Définis les Inconvénients d’une Batteries lithium-métal polymère (LMP) Groupe Boloré : Bluebus, Autolib, Citroën e-Méhari
- Maintenir une t° de fonctionnement de +/- 60°, même hors utilisation
- Se décharge en cas non-utilisation
Cite les Avantages de la Batteries Lithium-ion Polymère : Kia Soul EV – Hyundai Ioniq
- Faible Poids
- Grande flexibilité en termes de forme
- Excellente densité énergétique
- Sensibilité moindre au froid
Cite les Inconvénients de la Batteries Lithium-ion Polymère : Kia Soul EV – Hyundai Ioniq
- Risque d’Explosion en Cas de Surcharge (maîtrisé maintenant)
Cite les Avantages des Batteries lithium-ion Nissan Leaf, Renault Zoe, Tesla Model S et BMW i3 :
- Longue Autonomie
- Meilleure Efficacité Energétique
- Absence d’Effet Mémoire
- Bonne Durabilité
- Potentiel de Recyclage Elevé
Définis les Batteries Lithium-ion Nissan Leaf, Renault Zoe, Tesla Model S et BMW i3 :
- Les plus utilisées pour les véhicules électriques
- T° de fonctionnement entre -20 et 65° C
- Le meilleur rapport entre leur densité énergétique, leur poids et le prix
Cite les Inconvénients de la Batteries lithium-ion Nissan Leaf, Renault Zoe, Tesla Model S et BMW i3 :
- Défi Environnemental lié à l’Extraction du Lithium et Recyclage du Lithium
(Difficultés de dissociation du Lithium des autres éléments Cuivre, Cobalt, Aluminium,
Fer, Manganèse). - Risque d’Emballement Thermique en Cas de Surcharge – Risque d’incendie
- Système de Protection BMS (Battery Management System) Intégré au Véhicule
Définis les Batteries Lithium-Fer-Phosphate (LiFePO4) :
- Model 3 et Model Y ainsi que la MG4
- De + en + Populaires pour les Equipements Hors Réseau comme les Stations d’Energie Solaire Portables
- Réputées pour leur Sécurité, leur Longue Durée de Vie et leur Fiabilité
- Légères – Capacité de Stocker une Grande Quantité d’Energie
- Fonctionnent bien même dans des Conditions de Température Extrêmes
- Parfaites pour les Activités en Plein Air OU dans des Endroits Eloignés SANS Accès au
Réseau Electrique
Cite les Avantages des Batteries Lithium-Fer-Phosphate (LiFePO4) :
- Très Sûres et Stables
- Longue Durée de Vie et Peu d’Entretien Nécessaire
- Utilisent toute leur Capacité Energétique
- Légères et Compactes
- Fonctionnent Bien dans des Températures Extrêmes
- Moins Polluantes et NON Toxiques
Cite les Inconvénients des Batteries Lithium-Fer-Phosphate (LiFePO4) :
- Chères à l’Achat
- Légère Perte d’Efficacité à des Températures Extrêmes
- Nécessitent + de Cellules pour Atteindre la même Puissance que d’Autres
Cite les Avantages desBatteries Sodium – Chlorure de Nickel (Zebra) :
* Renault Twingo Quickshift Elettrica et la Smart Fortwo ED
* Flottes en circulation permanente
- Meilleure Autonomie
- Relativement Peu de Contraintes Environnementales
- Performance Constante
Cite les Inconvénients des Batteries Sodium – Chlorure de Nickel (Zebra) :
* Renault Twingo Quickshift Elettrica et la Smart Fortwo ED
* Flottes en circulation permanente
- Auto-Décharge Elevée (+ de 10% par jour)
- Nécessité de Maintenir une Température Très Elevée en Permanence (270 à 350°)
Combien dure en Moyenne une Batterie de Véhicule Electrique ?
En moyenne, une Batterie de Véhicule Electrique peut Durer entre 15 et 20 ans dans des Conditions Optimales, selon l’Utilisation ET les Habitudes de Conduite
Cite les Facteurs Influençant la Durée de Vie des Batteries des Voitures Electriques :
La Durée de Vie d’une Batterie de Voiture Electrique est Influencée par Plusieurs Facteurs, dont Essentiellement :
* La Technologie de la Batterie
* Les Habitudes de Conduite
* Les Conditions de Charge
* Les Conditions Environnementales
Cite la Tensions des Batteries des Véhicules Electriques :
400 V – A l’avenir 800 V
Définis la Voiture à Pile Hydrogène :
- Une Voiture à Pile Hydrogène (FCEV = Fuel Cell Electric Vehicles) est d’abord une Voiture
Electrique, mais qui reçoit principalement son Energie d’une Pile à Combustible - Une Batterie est cependant bien Présente sur la Chaîne de Traction, mais de Moindre Importance
Cite le Fonctionnement de la Voiture à Pile Hydrogène :
- Cette Architecture Technologique s’Active selon 4 Scénarios, dont le Principal est d’Utiliser l’Hydrogène des Réservoirs pour faire Avancer le Véhicule, Via la Pile à Combustible et ses Dispositifs Associés
- Si la Batterie N’est PAS à sa Pleine Capacité, et que l’Utilisation de l’Engin le Permet, la Pile à Combustible va Permettre de la Recharger en Même Temps
- Lors d’un Fort Appel de Puissance, à
l’Accélération, la Pile à Combustible et la Batterie vont Alimenter de concert la Motorisation Electrique - Enfin, comme dans la très grande Majorité des Véhicules Electriques, l’Energie Cinétique des Phases de Décélération et de Freinage va Être Transformée en Electricité pour Régénérer le Pack Lithium
Définit la Pile à Combustible :
- Technologie PAC H2 à Membrane PEM (protons exchange membrane).
- L’hydrogène H² (Dihydrogène) Circulent de l’Anode vers la Cathode et se Combine à l’Oxygène
- O² (Dioxygène) puiser dans l’Air, ce qui Crée un Courant Electrique
- Seul rejet : de l’Eau Pure
Définis la Voiture Hybrid Air : Hybride à Air Comprimé et Moteur à Essence
- Hybrid Air N’est PAS un Hybride « Classique », avec un Moteur Thermique ET un Moteur
Electrique - C’est l’Union Parfaite Entre un Moteur à Essence et l’Air Comprimé, Chaperonné
par l’Hydraulique - Hybrid Air a Remplacé la Batterie Supplémentaire par un Réservoir d’Air Comprimé
- Le Dispositif Hybrid Air est Basé sur Plusieurs Technologies de Pointe au rang desquelles on
compte un Moteur Essence PureTech, une Réserve d’Energie sous forme d’Air Comprimé, un Ensemble de 2 Pompes Hydrauliques et une Transmission Automatique avec l’Assistance d’un Train Epicycloïdal
Cite les 3 modes Opératoires du Fonctionnement du Système Hybrid AIR :
- Le mode Air
- Le mode Thermique
- Le mode Combiné
Définis le Mode Air du Système Hybrid Air :
- Le moteur Thermique est mis à l’Arrêt et la Voiture Roule de la Même Manière que les
Hybrides « Classiques » en mode “Zéro Emission Véhicle” - La Différence, c’est que l’Energie Stockée ne Provient PAS de l’Electricité Mais de l’Air
Comprimé Transmis aux Roues via les Moteurs et la Boîte de Vitesses Hydrauliques - Selon la Densité de la Circulation, il est Possible de Rouler dans ce Mode 60 à 80% du Temps passé en Ville
- Les Décélérations et Freinages sont mis à Profit de Manière Optimale afin de Reconstituer Efficacement le Stock d’Air Comprimé
- En outre, le Mode Air est Actif jusqu’à 70 km/h
Définis le Mode Thermique du Système Hybrid Air :
- C’est le Moteur à Combustion qui se Charge du Mouvement
- L’Energie Produite est Transmise aux Roues, SANS Interaction de l’Energie Stockée Ailleurs
- Ce Mode est donc Recommandé Hors Circuit Urbain
- Pour Profiter Efficacement du Mode “Zéro Emission Véhicle”, OU du Mode “Boost” en Mode Combiné, l’Energie est Immédiatement Récupérée lors de la Décélération et du Freinage
Définis le Mode Combiné du Système Hybrid Air :
- Le Moteur Thermique ET la Force de l’Air Comprimé Travaillent de Concert
- Cela donne notamment de Puissantes Accélérations avec un Impressionnant Effet Boost (Puissance Totale Jusqu’à 90 kW)
