510 km en EV dans la journée

Ce trajet aller-retour a été coupé par la recharge de mi-trajet, à Dammarie les lys. Là la borne est facile à trouver, c’est écrit en très gros Elec sur le toit.

Borne_les_lys
Par terre c’est peint en orange, il y a des panneaux « La borne ». Bref il n’y a qu’une électrique et deux hybrides rechargeables garées là. Placées aussi près de l’entrée amène pas mal de regards des chalands.

L’autre côté du décors est, disons amusant.
Car d’un côté une VW gte branchée à l’aide de son CRO sur une borne
De l’autre côté une Zoe également branchée via son CRO sur l’autre borne.

Sur ces bornes il y a un côté avec juste la prise E/F (à gauche sur la photo) donc parfaite pour un CRO, et de l’autre 3 prises, T2, T3 et E/F. Ces 3 dernières prises s’excluant.
Donc petite remarque au proprio de la VW équipé du joli câble jaune. Il aurait été plus pertinent de se brancher côté E/F seule. Car là il avait empêché l’usage des types T2 et T3 sur sa borne.
Du coup j’ai garé ma P2 au milieu et l’ai branchée sur la même borne que la Zoe branchée du côté gauche, en type T3 du côté droit pour ma prius.

J’ai pu y charger en tirant 12 kVA, c’est à dire 10 pour charger les A123 (5 chargeurs Eltek) et 2 pour les LG (Un chargeur Eltek).
Ce qui fait qu’en 47 minutes, durant le repas, on était prêt pour le retour.

Les A123 étaient complètement chargés et équilibrés, les LG avaient eu un complément.
Avec un CRO je n’aurais pas pû faire les 510 km en EV de cette journée.

En tout 7 recharges espacées de 82,35,62,88,63,60,35,85 km pour 9h50 de roulage. J’avais dans un premier temps prévu 5 recharges (2 à l’aller à Nogent-le-Rotrou et Sainville, 2 au retour donc réunir les trajets de 35 et de 60km en un seul et une recharge à mi-chemin à Dammarie-les-lys) mais la météo a été bien défavorable, avec des pointes de conso à plus de 125 Wh/km le matin, et à peine au-dessus de 105 au retour aux mêmes endroits (et bien sur pas d’essence)
Clairement c’est en s’approchant de villes nouvelles de l’arrivée que la vitesse moyenne a chuté et même pas mal, 40 km/h au lieu de plus de 60. Ajouté aux déviations et autres erreurs de trajet de ma part.
Le temps était froid, 5°C pluvieux et venteux. Combiné à la vitesse plutôt élevée, ça a donné quand même 110 Wh/km, soit 10% de plus que pour mes trajets quotidiens d’hiver. Au final 56 kWh sont sortis des accus (Equivalent à 3,3 L/100 km d’essence). Le coût du trajet a été d’environ 2€, la recharge du départ, le reste a été gratuit. Dans le département 28 j’ai le badge rfid et pour l’instant les recharges sont gratuites. Chez Leclerc à l’arrivée c’est aussi gratuit.

Au retour j’ai pris un meilleur itinéraire, un peu plus long mais bien meilleur à la fois en temps de trajet et sans doute en conso aussi. Je me suis arrêté au pied d’un moulin à vent du XXème siècle et plus pour cette photo:

En fait un vrai nid d’éoliennes dans ces grandes plaines de la région de Voves.
Au pied on entendait le vouf … vouf … vouf à chaque passage des 3 pales.
Photo prise l’après-midi sur laquelle on voit bien que le vent est favorable dans ce sens.

J’ai eu un mauvais contact dans ma fiche T3, la résistance de 680 ohms du contact PP était mal soudée. J’avais préféré la mettre sur un petit circuit imprimé. Mais le fil venant du contact PP était gros et il entrait difficilement dans la trou du CI ce qui m’avait empêché de voir s’il était bien soudé. Ce qui fait que j’ai été limité à 10A sur 5 des 7 recharges, donc vers 5,5 kVA au lieu de 12. Ca a augmenté la durée totale du trajet. Cela m’a aussi fait changer de stratégie. Car au lieu de recharger à la fois les A123 et les LG, je n’ai chargé (sauf à Dammarie-les-lys) que les A123. D’où les 2 arrêts supplémentaires. Le dernier tronçon a été fait à vitesse plus basse, car pour l’instant aucune possibilité de recharger le soir avant l’arrivée.

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380 km dans la journée, avec 3 recharges

Devant me rendre dans la région d’Epernay dans la marne, j’ai tout d’abord étudié la carte des prises de recharges pour véhicule électrique (VE) , sur le site chargemap. Un grand merci aux différents contributeurs qui ont alimenté ce site. Il y a des informations capitales: type de bornes, habilitations, heures d’ouverture.

Donc pour me rendre à Epernay j’ai deux choix: soit passer par Paris, soit plus au sud, via Chartres et Etampes. La première piste, un vendredi après midi est à éviter pour cause de gros bouchons. Je l’avais déjà fait en ne rechargeant qu’une fois au centre commercial Velizy. La conso avait été de 6,8 L d’essence et 17,7 kWh.

Mon nouvel objectif a été de la faire sans essence. Pour cela j’ai repéré 3 points de recharge, Nogent le rotrou, Chartres et Melun. Le hasard a voulu que ce sont 3 centres commerciaux de la même enseigne

Ils sont équipés de bornes qui, pour deux d’entre eux nécessitent un badge, mais gratuit. En fait c’est la carte de fidélité de cette chaîne de magasins. Je l’avais déjà mais il fallait la faire enregistrer à l’accueil du magasin. Donc arriver aux heures d’ouverture. J’ai donc calculé mon heure de départ pour arriver à l’ouverture du premier, 8h45 à Nogent après 85 km de route.

Borne_nogent

L’enregistrement a été rapide, 5-10 minutes. Mais la borne devant laquelle je m’étais garé ne l’acceptait pas. Il s’est avéré qu’elle était en panne et que, chance, l’autre fonctionnait. Heureusement car il n’y en a que 2.

J’ai donc démarré la charge avec 2 chargeurs, soit 14A en sélectionnant un côté de la borne. Puis j’ai testé l’autre côté de la borne. La chance a voulu que le même badge a été accepté pendant que la charge se déroulait sur le premier côté.

Sur ces bornes il ne faut pas trop attendre après l’acceptation du badge, il faut consommer sinon elle se déconnecte et l’habilitation doit être recommencée.

J’ai donc chargé avec 14A puis 20A les accumulateurs A123. Cela a été fini au bout d’ 1h1/2.

Puis je suis parti pour Chartres, à 55km. Là ce sont les mêmes bornes mais en accès libre. Je n’ai utilisé qu’un seul côté de la borne, un véhicule électrique utilisait l’autre soit 14A de charge. Et mangé pendant ce temps.

borne_chartres

Ensuite je suis parti pour Dammarie les Lys, près de Melun, à 100km. Il faisait quand même 30°C et donc j’ai mis la clim.

Borne_dammarie

A Dammarie il a fallu plus de 45 mn à l’accueil pour arriver à faire accepter mon badge (qui avait été accepté facilement à Nogent) par leur ordinateur. Donc ensuite j’ai branché les 3 chargeurs, 20A puis la charge a été terminée 1h1/2 plus tard. J’ai appris, par un propriétaire de Tesla S qui était en charge sur une autre borne que seules les prises 10/16A dites domestiques fonctionnaient. Il attendait donc en utilisant une seule prise et son CRO mais n’avait pas d’autre choix, accus quasi-vides.

Il restait 132km à faire pour arriver à destination, l’hotel près d’Epernay. Les accus ont été capables de les faire et je n’ai commencé à constater les premiers signes de début de baisse de leur tension qu’à destination.

Donc mission remplie, 380km sans essence. Au total il y a eu plus de 7h40mn de roulage, en partie à cause de la lente traversée de Dammarie les lys et de Melun (Mais strictement rien à voir avec les bouchons Parisiens) et 4h30mn de recharge. Consommation: 33kWh en sortie d’accus. La consommation énergétique a donc été plus faible que la fois précédente mais le vent n’était pas le même. Cette électricité a été gratuite.

Les 3 chargeurs et le PC de contrôle de la charge. Tout est amovible, je n’en utilise qu’un seul en temps normal.

3_chargeurs_et_il_fait_chaud

Comme il faisait chaud, j’ai ajouté sur les chargeurs Elcon des petits ventilateurs, issus de vieux pc. Contrairement aux apparences, tous les câbles étaient sous contrôle. On a les 3 chargeurs Elcon, le pc, un hub pour gérer les 3 ports usb vers les 3 chargeurs, une souris rose, l’alim du pc et des ventilo. Deux câbles viennent de la borne, on ne peut pas passer 20A sur une seule prise domestique, 16 maxi. Au fond on aperçoit les accus LG qui étaient bien chargés, donc pas besoin d’ajouter leur propre chargeur constitué de 3 alim meanwell. Elles consomment environ 8A.

Consommation des principaux VE et PHEV actuels

De façon à situer la consommation de ma Prius 2 face aux VE et hybrides rechargeables actuels j’ai compilé leurs consommations en fonction de la vitesse, à température estivale, sur ce graphique:

conso_10ev

Ma prius 2 est appelée « P2 aéro plugin » dans ce graphique. J’ai mesuré avec précision sa consommation énergétique de 30 à 81 km/h sur route avec une température de l’air de 21°C, sans vent (Avec blocage de grille complet). Par exemple, à 80 km/h la consommation est celle qu’avait cette prius sans modif aéro avec pneus d’origine à 55 km/h !

Les données viennent pour l’essentiel de: https://avt.inl.gov/vehicle-type/all-powertrain-architecture

Pour la bmw i3: http://bmwi3owner.com/2014/03/range-for-speed

Pour la tesla S: http://www.teslamotors.com/fr_FR/blog/model-s-efficiency-and-range

Pour la VW XL1: http://blog.motorlegend.com/motorshift/2013/02/xl1-la-volkswagen-a-1-l100-km-enfin-realite/

Pour la prius 2 et p2 aéro plugin de mes mesures.

Usage en 100%Ev, MG2

Sur les prius le principal moteur-générateur électrique s’appelle MG2.
Il est relié aux roues via une démultiplication de 4,113.
Il tourne donc à 6000 tr/mn à la vitesse maxi, 170 km/h.

MG1, en mode 100%ev tourne à vide, c’est à dire qu’il n’est pas alimenté en courant. Sa vitesse est 2,6 fois celle de MG2, le thermique étant arrêté.
Un laboratoire aux USA (OakRidge) a mesuré le rendement de la chaîne électrique de puissance, MG2 et les IGBT qui le pilotent.
Sur ce graphique j’ai tracé la consommation d’une prius 2 non carénée de 10 à 130 km/h à vitesse constante. C’est le trait violet.
On voit que MG2 est très peu chargé.
Couple_a_vitesse_constante

Sur route le rendement global depuis la sortie de la batterie à l’axe de MG2 à vitesse stabilisée est proche de 90%. Il diminue un peu à plus basse vitesse, moins de 80% vers 10 km/h par exemple. Le maxi est vers 62 km/h en consommant entre 15 et 25 kW, 93% de rendement global. Dans ces 90-93% il y a, au-dessus de 2200 tr/mn, l’inverter seul a un rendement de plus de 98%. Le boost converter seul a un rendement d’environ 98% vers 10kW et diminue légèrement quand la puissance augmente. Il est indispensable pour élever la tension, donc au-dessus de 50 km/h environ.

L’aire colorée correspond à presque 50kW (50kW ce n’est qu’entre 1200 et 1500 tr/mn pas en-dessous et pas au-dessus) et ne monte pas aux 400Nm maxi (possibles de epsilon (*) à 1540 tr/mn) à basse vitesse. En mode 100%Ev on dispose de 25kW, donc un peu plus que la moitié inférieure, justement au centre des aires d’équi-rendement. On pourrait théoriquement rouler à 130 km/h à vitesse stabilisée, s’il n’y avait pas le bridage électronique à 85 km/h, la moitié de la vitesse maxi donc 3000 tr/mn. Mais il ne faut pas dépasser 105 km/h dans ce mode, sinon MG1 dépasse les 10 000 tr/mn (Il lui arrive de le dépasser un peu en mode hybride) . Au-delà il faudrait démarrer le thermique, ce qui consomme entre 1,2 et 1,5 kW en pertes par frottements dont ceux de circulation sous pression de l’huile et compression de l’air dans les cylindres.

Il y a des pertes ensuite dans la transmission. A 50 km/h 350W, 70 km/h 550W, 100km/h 860W, 130 km/h 1200W (Source Oak Ridge, à 25°C. Valeurs plus faibles avec l’élévation de température de l’huile).

Soit respectivement, à 50 km/h 7,7%, 70 km/h 7,3%, 100 km/h 6%, 130 km/h 5%.

(*) A vitesse quasi-nulle le couple n’est pas régulier. A chaque passage des bobines de cuivre devant un aimant il y a variation du couple généré. Compter 70% à 100% du couple maxi possible à l’arrêt. Il y a 8 paires d’aimants, et avec la démultiplication de 4,1 on peut ressentir les variations de couple à vitesse quasi-nulle sur une route au revêtement parfait et très faible pente.

Exemple de consommation en 100%ev, trajet test 140km

Ayant besoin de réaliser un trajet de 140km aller, recharge partielle, puis 140km retour tous les mois, je vais pouvoir mettre en évidence la variation de consommation en fonction de la saison.

Voici la courbe de consommation en sortie d’accus en Wh/km d’Août 2014 à juillet 2015:

ConsoElec_140Km

On a donc au maxi une augmentation de +23% par rapport au mini, calculée sur la moyenne (en rouge) entre l’aller, en vert et le retour en jaune. La différence de consommation entre aller et retour est due à la dénivelée de l’ordre de 250 mètres. Pour rappel, en mode essence sans recharges d’accus la variation sur tous trajets est de 4,3/3,2 = +35%.

En janvier il y a inversion entre conso aller et retour. C’est dû à un vent fort défavorable dans un sens et favorable dans l’autre, les températures sont toujours inférieures à 10°C. En février la conso est toujours vers 105-108 Wh/km. Le temps reste pluvieux, avec 3-4°C le matin et toujours du vent latéral. Parfois des giboulées de neige. Le ptc heater empêche la buée, même sous ces passages neigeux. Ne pas hésiter à actionner les essuie-glaces, cela évite que le pare-brise ne se refroidisse plus. En avril il peut faire seulement 2 à 5°C lors du trajet aller. Fin juillet, la moitié du trajet retour avec 29°C et clim réglée à 25°C. Pas de changement notable de la consommation dans ce cas.

Les dénivelées de ce trajet:

Deniv_140km

A suivre donc.