Histoire de puissance

J'avais promis un article sur l'aérodynamisme de la Ioniq. Hyundai nous donne une valeur pour le coefficient de trainée Cd de 0,24 (on voit aussi Cx comme nom au lieu de Cd). Cette basse valeur de trainée met la Ioniq au même bon niveau que la Tesla model S. Sur Wikipédia (https://fr.wikipedia.org/wiki/Aérodynamique_automobile), on peut trouver la relation entre la valeur de Cx et la perte énergétique d'origine aérodynamique en kWh/100 km. J'ai substitué la valeur Cd=0,24 pour arriver à une perte de 5,4 kWh/100 km à une vitesse de 100 km/h. Par expérience, je sais que j'utilise un peu plus que le double quand je conduis à 100 km/h. Comment faire pour expliquer la différence ?

Toujours sur Wikipédia (https://fr.wikipedia.org/wiki/Résistance_au_roulement) on trouve de l'information au sujet de la résistance au roulement. La Hyundai toute seule pèse 1420 kg. Avec un conducteur d'un poids moyen de 80 kg, j'arrive à un poids de 1500 kg. Utilisant l'exemple de Wikipédia, j'arrive à 4,1 kWh/100 km pour la résistance au roulement. Cette valeur ne dépend pas de la vitesse de la voiture. La résistance à l'air et la résistance au roulement donnent ensemble 5,4 + 4,1 = 9,5 kWh/ 100 km. Il reste 2 kWh/100 km à expliquer pour arriver à la valeur observée de 11,5 kWh/100 km. 

En réalité, un moteur électrique n'a malheureusement pas d'efficacité de 100 %. J'ai trouvé (US EPA) une efficacité d'environ 80 % pour un moteur électrique. Si je divise 9,5 par 0,8, j'arrive avec 11,9 kWh/100 km au-delà du 11,5 kWh/100 km visé. De plus, la Ioniq me montre souvent des valeurs de 0,4 kW pour les autres composantes électrique de la voiture. Pour l'heure de consommation que j'ai besoin d'avoir pour faire 100 km à 100 km/h, ça donne 0,4 kWh. Ce n'est pas énorme, et ça ne va pas dans la bonne direction. (11,5 - 0,4 * 100/vitesse) * 0,8 = 8,88 kWh. J'en conclus que les pneus Energy Saver de la voiture donnent moins de résistance que dans mon exemple. Dans ce qui suit, j'utilise 3,51 kWh/100 km pour la résistance au roulement pour avoir égalité avec (5,4 + 3,51 kWh)/0.8 + 0.4 = 11,5 kWh.

On peut se poser la question de combien la vitesse de 100 km/h diminue si l'on inclut le temps de recharge rapide ou le temps de recharge normal. Avec un chargeur de 50 kW, on recharge 80 % de la batterie de 28 kWh en 30 minutes. Ça correspond avec une recharge de 44,8 kW dans une heure. Pour recharger 11,5 kWh, nous aurons besoin de 0,256 heure (15 minutes). Faire 100 km en 75 minutes, donne une vraie vitesse, qu'on va pouvoir soutenir pendant une longue période, de 80 km/h. Comme dans un long voyage on doit prendre des pauses de toute manière, ça n'ajoutera pas beaucoup à votre temps de voyage.

Par contre, avec une recharge normale en 4h25m pour 100 %, on arrive à recharger seulement 6,35 kW par heure. Il nous en faut alors 1,81 heure pour obtenir 11,5 kWh pour une vitesse moyenne de juste 35,6 km/h. Avec une telle moyenne, on ne pourra pas faire de très long trajet, par exemple Montréal-Toronto, dans une seule journée.

Arrivé ici, je peux commencer à jouer avec la vitesse et voir comment les résultats changent. Les voici :

Du tableur, on peut tirer quelques conclusions. On voit, par exemple, qu'avec une vitesse constante de 100 km/h, on pourra parcourir un bon 240 km. Notez mes hypothèses optimistes : il n'y a pas de chauffage ni climatisation et l'on conduit seul dans la voiture sans bagages. Si on roule beaucoup plus lentement, par exemple 40 km/h, on se rendra beaucoup plus loin avec une batterie pleine. À l'inverse, pour aller loin rapidement, en utilisant des recharges rapides, on pourrait décider de conduire plus vite et arriver plus tôt. Par contre, le gain en temps et limité. Conduire à 100 km/h donne une vitesse avec recharge de 80 km/h. Conduire 30 km/h plus vite augmente la vitesse avec seulement 9 km/h, et aussi on devra recharger plus souvent. Je vous laisse le soin de pondérer les risques de contravention ou accident grave avec l'agrément de conduire à haute vitesse. Finalement, avec des recharges normales à 240 V, la vitesse moyenne est limitée autour de 35 km/h, peu importe votre vitesse. On devra alors planifier le trajet pour que les recharges correspondent à de longues activités de quelques heures.

J'espère que ces chiffres vous aident.

Je serai heureux de refaire les calculs avec de meilleures entrées (par exemple, pour la trainée du roulement ou pour l'efficacité du moteur).

Pieter