Système de récupération de l'énergie cinétique

[nlc]

pour un vehicule electrique si la batterie peut pousser elle peut freiner aussi !

Exact. Par contre le souci c'est avec les batteries li-ion et li-po, qui n'acceptent pas la surcharge. En début de parcours, avec les batteries pleines, il ne faut pas de freinage régénératif pour ne surtout pas surcharger la batterie !

[RIAZ]

OK pour dire que dans des usages spécifiques la récupération d'énergie a du sens.
On peut aussi parler de la récupération de l'énergie potentielle (dans les descentes) sur des parcours qui ont des fortes dénivelées de façon systématiques, en montagne par exemple.
Les trains Suisses font cela, pas les Belges !

Oui NLC (désolé de m'auto citer !), on est bien d'accord.
Dire qu'il y a de l'énergie à récupérer dans les descentes a du sens, et cela d'autant plus que le dénivelé est important. Cela peut atteindre des proportions importantes de l'énergie totale consommée sur un parcours accidenté.

Pour le freinage, sauf cas particulier la proportion d'énergie récupérée reste faible voire insignifiante sur un parcours standard.
Au lieu de parler d'un avantage véritable mais qui ne concerne que les gens qui ont des parcours accidentés, les rois du marketing automobile ont choisi de parler de la récupération au freinage, car tout le monde freine ... et personne ne calcule.

Les chiffres que tu donnes et en prenant l'hypothèse que la descente s'est faite à la même vitesse que la montée, indiquent que pour la pente de la route et la vitesse du vélo, 1/3 de la puissance servait à le faire avancer et 2/3 à le faire monter (poids en N x vitesse ascensionnelle en m/s = puissance en W).

En descente, moins on va vite plus on récupère d'énergie. Pour récupérer 100% de l'énergie potentielle (au rendement près du système de récupération), il suffit de descendre à zéro km/h, ... mais c'est vachement long !

A propos de rendement, NLC, peux-tu donner un ordre de grandeur du rendement global de récupération, de la roue à la roue ?

[nlc]

Pour le freinage, sauf cas particulier la proportion d'énergie récupérée reste faible voire insignifiante sur un parcours standard.

Sur mon vélo le taux de régé sur un parcours globalement plat (donc essentiellement dû aux freinages), oscillait entre 10 et 15%.
Mais avec un vélo non homologué, une vitesse elevée et une conduite assez agressive. En roulant plus cool le taux de régé aurait été moindre, mais la consommation globale plus faible

Au lieu de parler d'un avantage véritable mais qui ne concerne que les gens qui ont des parcours accidentés, les rois du marketing automobile ont choisi de parler de la récupération au freinage, car tout le monde freine ... et personne ne calcule.

En ville les demarrages/freinages sont courants, c'est là que la récup au freinage peut apporter beaucoup. D'ailleurs c'est dans ces conditions que la prius "economise" le plus de carburant.

Les chiffres que tu donnes et en prenant l'hypothèse que la descente s'est faite à la même vitesse que la montée, indiquent que pour la pente de la route et la vitesse du vélo, 1/3 de la puissance servait à le faire avancer et 2/3 à le faire monter (poids en N x vitesse ascensionnelle en m/s = puissance en W).

Bon faut pas oublier quand meme qu'a la montée, le moteur ne faisait pas monter le vélo tout seul, il y avait quelqu'un dessus qui pédalait quand meme Mais sans forcer fort bien entendu, c'est le but de l'assistance ;)

En descente, moins on va vite plus on récupère d'énergie.

Non c'est pas vrai !
Il existe une vitesse ou la puissance récupéree est maximale. La courbe vitesse/puissance electrique récupérée c'est une cloche : A 0Km/h, on a 0W de récup d'energie, à Vmax (vitesse maxi de la roue libre), on a aussi 0W de récup d'energie. Et entre les 2 il existe ce qui s'appelle le MPP, le Maximum Power Point, que l'on peut facilement trouver et exploiter, c'est ce qui s'appelle le MPPT : Maximum Power Point Tracking.

Pour récupérer 100% de l'énergie potentielle (au rendement près du système de récupération), il suffit de descendre à zéro km/h, ... mais c'est vachement long !

Avec ce que j'explique ci dessus, à 0Km/h, il n'y a pas de puissance mécanique exploitable, donc aucune récup d'energie possible ;)

A propos de rendement, NLC, peux-tu donner un ordre de grandeur du rendement global de récupération, de la roue à la roue ?

Un moteur à aimant permanent (brush ou brushless) est reversible, le rendement est le meme dans les 2 sens. Un moteur avec un rendement de 90% va par exemple fournir 900W mécaniques si on lui fournit 1000W electrique, mais inversement, si on lui fournit 1000W mécaniques, il peut fournir 900W electrique.

[citro]

Ben sur la 106 électrique, j'arrive à descendre des longues côtes sans perdre d'autonomie, certes, mais sans en rajouter non plus...

Je ne raisonne pas vraiment en terme de régénération (recharge effective de la batterie) mais plutôt en terme d'optimisation de mon autonomie.

Par contre, le gros plus de la récupération d'énergie, c'est le frein moteur qu'il apporte.
Quand je roule avec la 106, je ne freine quasiment plus, juste une demi seconde pour imobiliser la voiture, c'est génial.
Quand je pense au temps cumulé passé à appuyer sur la pédale de frein quand je roule en fumante sur les mêmes trajets... et pourtant je ne suis pas un excité du freinage, j'anticipe un max, mais malgré cela mes temps de freinage doivent-être 4 à 5 fois supérieurs à ceux que j'ai en électrique...

[chatelot16]

bien sur que dans une descente a 0km/h on ne recupere rien

mais il ne faut pas mesurer la puissance , mais l'energie totale pour toute la descente : et la c'est evident : plus on descend lentement plus l'energie recuperable approche de l'energie potentielle car plus l'energie perdue par l'aerodynamique sera faible

si les roue se comportait comme un frottement sec la perte d'energie par les roue serait constante quelle que soit la vitesse , mais le comportement du caoutchouc des pneu n'est pas si simple

[RIAZ]

Merci chatelot16, c'est bien ce que je voulais dire, 0 km/h was just for joke ....
Il aurait fallu préciser que la descente durait un temps infini ! Vachement longtemps, ce n'était pas assez.

Je ne sais pas à qui sert le MPP dont parle NLC et qui de toute façon existe car la courbe de puissance est bien telle qu'il la décrit.
A quoi correspond-il de façon pratique, quelle optimisation permet-il ? NLC, nous sommes tout ouïe ...

Ce qui est certain, c'est qu'il y a une stratégie de récupération, si on est tangent en autonomie, descendre lentement diminue les chances de pousser vers la fin.

Blague à part, cette fonction est indispensable pour un vélo assisté car au delà de l'économie d'énergie (le plus gros est fait si on est sur un vélo!), cette récupération permet d'affronter des côtes sans voir l'autonomie considérablement affectée.

[nlc]

OK je comprends ce que vous vouliez dire pour la descente à très basse vitesse. Mais cette energie potentielle théorique est très difficilement exploitable !

Le MPPT (maximum power point tracking) peut etre utile dans tous les cas où l'on doit extraire de l'energie électrique d'un générateur pour le stocker dans des batteries par exemple (ou pour le reinjecter sur le réseau). Le but c'est de faire travailler le générateur sur son point optimal de fonctionnement, ou la puissance electrique extractible est à son maximum.
C'est valable par exemple pour le sujet qui nous interesse, a savoir un moteur electrique utilisé en générateur pour faire de la récup d'energie, mais c'est egalement vrai pour les eoliennes et panneaux solaires.

J'illustre avec un exemple concret. Prenons un panneau solaire, qui sous une certaine condition d'ensoleillement est equivalent à un générateur dont la tension à vide est de 16V, et la résistance interne (Rint) est de 1 ohm.

Maintenant je monte dessus des charges résistives (Rch) de différentes valeurs, je mesure le courant (Iout) et la tension (Uout) de sortie du panneau, et j'en déduit la puissance electrique (Pout).
Le courant Uout qui circule dans Rch se calcule en faisant I = 16V / (Rint + Rch).
La tension de sortie (Uout) du géné c'est la tension aux bornes de Rch donc tout simplement Uout = Rch x I

Voilà ce que ça donne avec différentes valeurs de Rch :



Si vous vous amusez à tracer la courbe Puissance de sortie en fonction de la résistance de charge, vous verrez apparaitre la cloche, dont le sommet correspond à une résistance de charge de 1r (tiens tiens comme c'est bizarre...), et ou la puissance de sortie vaut 64W.

Donc qu'est-ce qu'il se passe si je branche ce panneau en direct sur une batterie 12V pour la recharger ? Le courant de charge est limité par la résistance interne du générateur à la valeur (16V-12V)/1r = 4A.

Mais la puissance electrique de la charge est de 12V x 4A = 48W.

Ca signifie que si on intercale une alimentation DC/DC entre la batterie et le panneau solaire, et que cette alimentation fait travailler le panneau sur son point de puissance maximum, on pourrait recharger la batterie en extrayant les 64W que le panneau peut fournir. Soit un courant de charge batterie de 64W/12V = 5.33A.

Dans cet exemple on obtiendrait donc un gain de 33%.

Le MPPT est aussi très utile dans les eoliennes, voire peut etre plus, car la puissance de sortie extraite influence sa vitesse de rotation. Plus on va tirer de courant dessus et plus on lui demande de fournir du couple et plus elle va ralentir.
Dans les 2 cas extremes (charge infinie, elle tourne à donf, charge nulle, elle est immobilisée), la puissance de sortie est nulle. Là encore il faut trouver le bon compromis vitesse/couple pour avoir la puissance mécanique maximale sur l'arbre de l'eolienne et donc la puissance electrique maximale en sortie.

Le comportement est quasiment le meme sur un véhicule electrique en phase de régé : le freinage maximum du véhicule c'est le court circuitage complet du moteur/générateur. Le courant est à son maximum, mais la tension nulle, donc la puissance récupérable est nulle. A l'inverse, si on laisse la voiture en totale roue libre, la tension du moteur sera maximale, mais comme le courant est nul, la puissance est nulle aussi.

Le point de puissance maximum se trouve quelque part entre les 2, et evolue en fonction de la vitesse du moteur donc du véhicule.

[nlc]

Il aurait fallu préciser que la descente durait un temps infini ! Vachement longtemps, ce n'était pas assez.

De toute facon tout le monde sait que l'eternité c'est très long, surtout vers la fin !

[grelinette]

La récupération de l'énergie cinétique d'un véhicule en mouvement me parait être un sujet intéressant et à creuser même si les données statistiques ne sont pas prometteuses.

En lisant les premiers commentaires j'ai eu une idée qui peut être intéressante :
Par ce site j'ai découvert la pompe à coup de bélier inventée par Montgolfier (l'inventeur des ballons du même nom). Ce système de pompe récupère l'énergie cinétique de l'eau en mouvement même sur une toute petite durée d'accélération : j'ouvre mon robinet et je le ferme aussitôt, et l'eau viens donner un coup de bélier, et cette énergie qui peut être infime, une fois accumulée permet de produire plusieurs bars de pressions (faites une recherche sur le net, vous verrez que c'est étonnant !)

Peut-être que ce phénomène peut être reproduit sur une voiture, par exemple par une masse qui vient percuter un piston au freinage ou même à l'accélération pour produire une compression d'un gaz ou provoquer la circulation d'un fluide qui créera une énergie... Pour le coup, c'est plus une conduite saccadée (ex en ville ) qui sera alors davantage productrice d'énergie.

Qu'en pensez-vous ?

ps : si l'idée vous parait intéressante, allons vite la déposer à l'INPI au profit de la "Fondation Econologie et Innovation"

[nlc]

C'est beaucoup plus simple d'utiliser le moteur comme générateur en phase de freinage....et c'est lui qui aura forcement le meilleur rendement
Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué

Mécaniquement ça ne change absolument rien, c'est juste que le controleur doit être capable de gérer cette fonctionnalité, et c'est pas bien difficile à implémenter !