Autonomie batteries

Aloha!

P'tite question probablement bête et plus théorique que vraiment pratique, mais bon...

L'intérêt des hybrides (et de la CR-Z, donc), c'est d'avoir des piles pour aider le moteur essence avec de l'électrique. Bon. Sauf que y'a pas beaucoup de batteries et donc sur autoroute avec un faux plat ou selon les terrains, on a vite fait de se retrouver à plat et de ne tourner qu'au mazout. C'est ballot.

D'où ma question :
Sachant qu'il existe ce genre de petites choses : http://www.solariflex.com/23-panneaux-solaires-souples , et plus particulièrement ce modèle : http://www.solariflex.com/panneaux-solaires-souples/452-panneau-souple-120w-12v.html d'environ 1/2 m², est-il théoriquement possible d'en tapisser 2 voire 3 sur la watture (toit + capot) pour renflouer un peu les batteries ? ou impossible à cause de protections / schéma électrique / tension d'entrée trop faible / autre truc...?

Pour une telle modification, faut voir avec la Sté Belge ''Harchy's Performances''


À part ça, il y a ''Tit Bouchon Ingeneering Consulting SA'' qui devrait t'apporter moult précisions

L'énergie solaire maxi qui touche le sol Français fait entre 100 et 150 W/m²
Il fait beau, il est 14H en été.
En combinant les cellules solaires de manières différentes on peut obtenir toutes les combinaisons de volts/ampères.
Mais ce qu'il est difficile de changer c'est le rendement, au mieux on ne sait récupérer que 17% de l'energie solaire, le reste chauffe la caisse. (disons 12 à 15% pour faire plus vrai)
(voire 21% si on est agence spatiale)
On suppose qu'on peut loger 2 m² de panneaux; disons 200 Wcrète. (ceux qui ont un camping car, venez m'aider !!)

la watture peut donc récupérer entre 24 et 45 WH.

C'est nickel pour faire tourner la ventilation pour éviter que la watture soit un four quand elle est garée au soleil.

On peut faire plein de choses avec cette énergie, comme aussi recharger la batterie 12V. (donc faire marcher les lumières quand y a pas de soleil)

Ça reste une valeur petite, en effet si on avait tout notre temps un petit capteur peut recharger une batterie très grosse, mais pas en quelques minutes comme sait le faire l'énergie cinétique d'une tonne dans une descente.

Voyons un autre extrême :
Les freins peuvent monter de 100°C en 1s ça fait une grosse energie instantanée.
(pas sur du calcul mais on ne doit pas être loin de 420 kilo joules soit 420 KWs soit 1 512 000 WH soit encore 563 chevaux ce qui est normal comme puissance d'arrêt pour qu'une voiturette de golf à piles puisse éviter d'écraser les personnes âgées qui traversent sans regarder à Nice).

Le moteur IMA récupère une partie infime de cette énergie cinétique.

Je ne suis pas certain mais je crois que la batterie IMA fait 7 ou 8 KWH
et le moteur 10,5 KW : ça donne 104 A.

(capacité d'une pile 7 ou 8AH ; 1,2 V x 84 = 100,8 Volts)

En lui demandant 8 A la batterie se vide en 3600s.
En lui demandant 104 A la batterie se vide en 277s (en réalité c'est moins).

Ce ne sont que des déductions, je peux me tromper, mais je croyais que tu avais réfléchi au solaire bien plus que moi, non ???

Bah voilà... Ça fait un multiple de 62€, nan ? Me trompe-je ?

Si on reprend le panneau que j'ai mis en lien, il est donné pour 120w et 1/2m² (on arrondit et on suppose qu'il est toujours midi). Pour 2m² disons 4 panneaux donc 76V à 4x 6A.
Ignorant la capacité des batteries de la watture c'est l'apport de ces panneaux qui me posait question. Le "but" n'étant pas une recharge instantanée mais un ralentissement du déchargement des piles.
Après oui j'avais regardé les panneaux, mais c'était pour poser sur des trucs qui bougent pas en béton, pas sur des machins qui roulent.

Oui, pour une watture il faudrait plutôt des panneaux souples, peu sensibles à la direction et peu sensibles à "l'ombrage partiel"

http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_car

d'après une petite discussion en 1996 avec un ingénieur qui s'occupait des roulements à billes pour le marathon Shell

une voiture solaire doit avoir au moins 20% de sa puissance maxi en apport solaire pour pouvoir rouler toute une journée soit 12h.
la batterie doit permettre 400 km
donc 0,5 ch produits par les panneaux pour un moteur de 2ch (et des brouettes)
si on imagine un engin plat de 2x5 ça fait 10m² de panneaux... au détriment du design.

120w pour 0,5 m² ce doit être les Wc watt crète
(puissance au-delà de laquelle le panneau grille)
cela indique que le panneau est résistant.
mais le rendement ?

la plage avant en plastique pourrait aussi avoir des capteurs solaires, y a moyen d'alimenter tout le tableau de bord avec ça.

mais en force motrice pour la watture, ou pour limiter la vitesse de décharge de la batterie IMA

la différence obtenue serait petite, sûrement plus petite que l'effet d'une année d'usure, ou de passer de l'huile 0w30 à 0w20 bref ce genre de pouillème.

ce n'est absolument pas rien, mais c'est absolument insuffisant, le bénéfice serait bien plus grand en utilisant cette énergie solaire pour alimenter des tas de sous-systèmes.

ou alors grosse installation solaire fixe pour recharger la watture à la maison.

il faut que je me renseigne sur la charge/décharge d'une batterie, il faut comparer des grandeurs comparables, et pas des crevettes avec des lentilles.

je suis sûr que les plaquettes qui frottent contre les disques freinent plus que ce que le solaire pourrait accélérer.

on peut savoir combien de gouttes on peut mettre dans le verre, l'ennui c'est qu'on ne sait pas si le verre n'a pas la taille d'une piscine !

Le ratio s'affine de jour en jour ! De manière assez cohérente, on passe du désormais classique baleine/gravillon au crevette/lentilles ! À quand le nano rapport qui ramène l'équation du plaisir au priapisme chantalien, hein ?

Je plaisante.... enfin, j'essaie... mais ce sujet est à la pointe, tout de même !

On doit absolument fabriquer un chargeur secteur lent, pour entretenir la batterie IMA en lui appliquant une charge d'égalisation.

Il faudrait que la partie courant alternatif soit détachable et reste à la maison.

La partie courant continu pourrait rester à bord.

Si on assemble des cellules solaires de manière à produire une tension appropriée, il est possible que le solaire applique un courant de charge non négligeable à la batterie, quand on est stationné par exemple.

Mais pendant le roulage, il faudrait un sacré régulateur pour eviter de faire passer la puissance dans les petits fils des panneaux... peut être une batterie tampon ?

nous rechercons le facteur C vrai de la batterie IMA...
supposons C=8A
nominal 100,8 V en charge il faut plus... mettons 115 V
115V et 8A pendant une heure et la batterie est chargée (ou a explosé)
pour faire une charge d'égalisation il faut appliquer un courant de C/30 pendant 36 à 48h tout en surveillant que les éléments ne chauffent pas trop.

Il faut apporter 115V et 266 mA
je te renvoie la balle, si on arrive à faire ça avec nos cellules solaires, alors on peut commencer à dialoguer avec la batterie IMA.

il ne faut pas apporter plus de courant, car au dela de 266mA si la batterie est pleine, on risque de l'abimer.

Avec un tel systeme on se fout du niveau de charge, on peut laisser en continu, à condition de rouler un peu et de s'assurer que le ventillo d'aeration de la batterie ne tombe pas en panne.

oui, ça y est au moins en théorie on est à la pointe !!

je suis un peu naze en electricité, faut voir comment faire un appareil de régulation du genre : n'importe quoi en entrée, et qui en sortie fournit un courant fixe à une tension fixe ... hummm.

les "régulateurs solaires" sont en général conçus pour du 12, 24, 48V...

on part avec 4 comme ça :
http://www.solariflex.com/panneaux-solaires-souples/452-panneau-souple-120w-12v.html
et on voit ce que ça donne P = U x I
en série on a 48V en 6A maxi.
avec transfo 2,4x on a 115V et 2,5A ... intéressant, en effet !
on peut recharger la watture en 3,2 heures!

la piscine semble être un grand verre après tout.

Bon, déjà pour une fois j'ai sorti un truc pas complètement con, c'est à noter
Je rappelle aussi que l'idée de départ, c'était d'améliorer l'autonomie des piles, pas de bouger les 1.2T d'une watture avec uniquement 2m² de panneaux solaires
Mais si au lieu de 50km en essence + elec sur autoroute on peut passer à 60, 70 ou plus avec d’être full essence, ça peut (peut-etre) être intéressant (chiffres au hasard, c'est pour l'idée hein).

Pour l'encombrement / aérodynamisme, les panneaux font 1.5 kg et 3mm d'épaisseur. En étant optimiste restons sur 2m² donc 6kg et environ 3000E de panneau, en laissant à chacun le loisir d'apprécier le coté esthétique (mais serais-ce pire qu'une voiture entièrement rose? ). Pour l'aérodynamisme je pense que c'est négligeable.

Pour ce qui est du transfo en se tournant vers ce qui se fait en éolien / solaire individuel et artisanal, beaucoup utilisent un bête onduleur PC, même d'occaze / récup, pour lisser et réguler des tensions aléatoires. Je ne suis pas électricien mais si la tension à appliquer en entrée aux batteries est connues, ça doit pourvoir se réguler facilement. Reste à voir comment le système gère cet apport.

Wako a écrit:Bon, déjà pour une fois j'ai sorti un truc pas complètement con, c'est à noter
Je rappelle aussi que l'idée de départ, c'était d'améliorer l'autonomie des piles, pas de bouger les 1.2T d'une watture avec uniquement 2m² de panneaux solaires
Mais si au lieu de 50km en essence + elec sur autoroute on peut passer à 60, 70 ou plus avec d’être full essence, ça peut (peut-etre) être intéressant (chiffres au hasard, c'est pour l'idée hein)

On est tres tres rarement "full essence", et ce n'est pas 50km mais plutot 5.
Ce sont les longues côtes sans zone de décélération qui posent problème.
Même si la jauge est mal faite et donne l'impression opposée, le systeme IMA n'est jamais neutre.
Même si rien n'est indiqué il procure toujours une légère poussée ou un frein moteur qui recharge.
Un apport solaire permanent augmenterait le potentiel de recharge, c'est probablement intéressant
mais là où ça coince, c'est de livrer réelement cette énergie soit aux roues en supplément, soit à la batterie.
Sachant que pour le moment le système 100 volts est clos, il ne peut charger ou décharger que via le seul câble qui relie moteur et batterie.
Je n'ai pas la moindre idée de où et comment ajouter une branche au système.

Wako a écrit:Pour l'encombrement / aérodynamisme, les panneaux font 1.5 kg et 3mm d'épaisseur. En étant optimiste restons sur 2m² donc 6kg et environ 3000E de panneau, en laissant à chacun le loisir d'apprécier le coté esthétique (mais serais-ce pire qu'une voiture entièrement rose? ). Pour l'aérodynamisme je pense que c'est négligeable.

Complètement d'accord, on va supposer que pour l'aéro et le design = osef.

Wako a écrit:Pour ce qui est du transfo en se tournant vers ce qui se fait en éolien / solaire individuel et artisanal, beaucoup utilisent un bête onduleur PC, même d'occaze / récup, pour lisser et réguler des tensions aléatoires. Je ne suis pas électricien mais si la tension à appliquer en entrée aux batteries est connues, ça doit pourvoir se réguler facilement. Reste à voir comment le système gère cet apport.

Tout le problème est là.
En électricité, quand un circuit est alimenté, c'est tout ou rien, si tu ajoutes un équipement dans la boucle, alors il doit pouvoir fournir ou encaisser la grosse patate.
Autant je pourrais être à l'aise avec un chargeur qui marche véhicule à l'arrêt, que pour le bidule qui aide la watture roulante, je sais pas du tout comment câbler ça.

Avec une plus petite batterie tampon, le genre costaud qui peut envoyer du lourd comme une batterie de démarrage de camion, le solaire charge en continu ce tampon sauf, il faut détecter les moments neutres, ou les moments de faible recharge, pour que la batterie tampon se vide dans la batterie IMA. (pendant cette décharge le matos solaire et régulateurs sont coupés)

Sinon il faudrait que panneaux et régulateur puissent supporter le courant de l'IMA, at ça je le sens pas du tout.

Alollini a écrit:
En électricité quand un circuit est alimenté, c'est tout ou rien, si tu ajoute un équipement dans la boucle il doit pouvoir fournir ou encaisser la grosse patate.
Autant je pourrait etre à l'aise avec un chargeur qui marche véhicule à l'arret, que pour le bidule qui aide la watture roulante, je sais pas du tout comment câbler ça.

Avec une plus petite batterie tampon, le genre costaud qui peut envoyer du lourd comme une batterie de démarrage de camion, le solaire charge en continu ce tampon sauf, il faut détecter les moments neutres, ou les moments de faible recharge, pour que la batterie tampon se vide dans la batterie IMA. (pendant cette décharge le matos solaire et régulateurs sont coupés)

sinon il faudrait que panneaux et régulateur puisse supporter le courant de l'IMA, at ça je le sens pas du tout.

Panneaux et régulateurs éventuels n'ont pas à supporter le courant de l'IMA; logiquement juste avant le branchement de ton dispositif à la watture tu places un condo / résistance / diode anti-retour qui empêche les "retours" de courant.
Vu le problème d'accès aux batteries, le plus simple serait peut-être d'envoyer le jus direct au moteur effectivement; ce serait alors plus une sorte de mini-booster qu'un chargeur. Donc dans l'idéal, lui envoyer des ampères. Pleiiiiiin d'ampères.

A voir dans ce cas-là ce que ça représenterait et si d'injecter ce courant même faible n'annulerait pas la régénération de l'IMA (moteur entrainé donc ne joue pas son rôle de génératrice ?)

EDIT : ah bah non, si le moteur est en mode "génératrice", le jus envoyé par le panneaux rejoindrait alors la batterie.

Milliwatts? Point que nenni, car sauf erreur de ma part le système IMA délivre au moteur environ 100V sous 5.75 ampères.
Là on parle d'un système théorique qui pourrait envoyer au moteur 48V sous 6 ampères voire, en bidouillant, probablement un peu plus d'ampères. Et comme tout moteur électrique plus il a, plus il tourne, ça peut être potentiellement intéressant de se pencher sur la question.

Wako a écrit:Milliwatts? Point que nenni, car sauf erreur de ma part le système IMA délivre au moteur environ 100V sous 5.75 ampères.
Là on parle d'un système théorique qui pourrait envoyer au moteur 48V sous 6 ampères voire, en bidouillant, probablement un peu plus d'ampères. Et comme tout moteur électrique plus il a, plus il tourne, ça peut être potentiellement intéressant de se pencher sur la question.

C'est plutôt 100V et 100A pour obtenir 10 KW non ?

Apparement pour charger une batterie 12V il faut 14 ou 15 V
Donc il faudrait vraiment monter à 115V, on aurait alors 2,5 A soit 0.29 KW
presque 3% de la puissance instantanée de l'IMA, c'est loin d'être négligeable.

comme les voitures turbo qui sont plus puissantes quand il fait froid, nous on aurait une watture plus puissante quand il fait soleil. Un gain de presque 0,4 ch (ne rigolez pas, un VAE il avance sans souci avec 0,3 ch je suis sur qu'en marche arrière ou la démultiplication est la plus forte, la watture peut bouger)
Si tu pédale à 0,2KW tu pédales pas longtemps.

Mais le plus interessant c'est de recharger completement quand la watture est garée au soleil.

Avec ce systeme fini l'auto-décharge de 25% en 10 jours.

il faudrait juste détecter que l'IMA est charger pour passer à un courant maxi de "veille" de C/30 soit 266 mA
avec ventillo toujours en rotation.

Heuuu... non, ou alors j'ai pas tout compris
D'un coté y'a les batteries de l'IMA qui stockent xxx (pas trouvé le chiffre) KWh et fournissent un courant de 100V sous 7 ampères. De l'autre le moteur qui développe une puissance de 14 chevaux (ou 10Kw).

Donc en supposant 2m² de panneaux en plein midi branchés en direct sur le moteur aux mêmes bornes que l'alim de l'IMA, on peut avoir 48V sous 6 ampères. Electricité qui sera utilisée quand le moteur est en mode consommation.
En mode génératrice, l'électricité des panneaux sera envoyé avec celle du moteur vers l'IMA, donc recharge plus rapide.

De ce que tu dis les batteries ne sont pas facilement accessibles et je soupçonne quelque dispositif de sécurité empêchant les recharges sauvages en direct-to-battery. A discuter avec un mécano / ingé de chez honda ceci dit, a priori dans les ratios (théoriques...) on est pas trop mal.

Pour le fun je me suis amusé à calculer pour une leaf, 100% elec. A 50km/h et conso d'environ 200w/Km soit 10 KWh (batteries de 24KWh), à plat, sans clim, etc... les 2m² de panneaux offriraient... 0.3% de l'énergie dépensée. Là on oublie, donc

Dans le détail, un électricien serait le bienvenu

La capacité d'une batterie se donne en AH Ampère Heure mais ne veut rien dire si on ne sait pas à quelle tension elle travaille.
Ma batterie solaire est une 12V d'une capacité de 100 AH pour 30kg de plomb et d'acide.

Le stock d'énergie dans la batterie IMA, je l'estime à environ 8 AH en 100 V.

Pendant 1H, on peut envoyer du 800W et la batterie sera vide et irrémédiablement détériorée : c'est 0,8 KWH.

Mais ce n'est pas comme cela qu'on s'en sert, l'usage est plus violent, plus rapide :

le moteur/générateur peut remplir/vider cette batterie au rythme de 10 KW (par seconde),
la batterie a de quoi tenir 288 secondes, mais en réalité beaucoup moins car la batterie travaille entre 50% et 100% de capacité, car descendre sous les 50% l'userait prématurément, et le but c'est le contraire pour assurer un très grand nombre de cycles.

à pleine puissance on fait marcher les batteries bien au-delà du raisonnable, c'est pour cette raison qu'en accélération constante la puissance délivrée baisse au bout de 30s environ (c'est ce que l'on apelle l'impulsion).

c'est donc possible de discuter à 100A avec cette batterie d'une capacité de C=8AH à condition que ce soit des phrases tres courtes.

Pour travailler la batterie plus longuement, il faut réduire le courant :
100A représente 12,5xC (heureusement que c'est une batterie prévue pour, la plupart des batteries detestent une telle torture)
une batterie de démarrage accepte du C/2
une batterie solaire accepte du C/10
une batterie de téléphone ou de pc portable accepte du C/5 (au dessus ça gonfle, ça explose...)

Pour être sûr de ne pas abimer une batterie en la chargeant, surtout si on compte la charger bien trop longtemps après sa charge maxi, il est recommandé de ne pas dépasser C/30

Le nirvana, c'est d'envoyer un fort courant de charge quand la batterie est proche du vide, faire diminuer ce courant quand elle s'approche du plein, puis se caler à C/30 une fois qu'elle est pleine, afin de faire chauffer les cellules pleines, et finir de charger les cellules désynchronisées. (les retardataires)

On pense à tort que dans une hybride 90% de la puissance vient de l'essence. C'est vrai à haut régime, mais on n'y va jamais ou presque si on essaie d'économiser l'essence.
Si on se situe à 1000 tours par minute, le moteur à essence ne vaut que 2 KW et très peu de couple, à ce régime c'est l'electricité qui domine, et les 10 KW non seulement empêchent la watture de caler, mais lui permettent de se déplacer. On a donc un total de 12 KW à 1000 tours, si là tu ajoutes 0,3 KW, c'est significatif.

Quand le Docteur Nawan sans essence pousse sa watture il développe environ 0,15 KW
le Wako Solar System vaut donc 2 Nawan en sueur.

À cette différence près, votre Honneur, qu'un Nawan, en sueur ou pas, avec un scalpel, on a tôt fait de lui ouvrir le bidet ! Ce n'est pas la même affaire avec la valise diplomatique déposée dans le fond du coffre...

J'ai discuté de ça avec un mécano Honda : pas moyen d'avoir accès au contenu, un vrai coffre-fort made in Switzerland !

Non ! Sir Alex pas la meuleuse de papa, hein !

en allant creuser plus profond,
il faut comprendre les volts

la tension est une "différence de potentiel".

le potentiel le plus haut définit le sens du courant.
(il faut imaginer que les volts c'est l'altitude sur le cours d'une rivière)

on ne peut pas se contenter de 48 V

autant si le contact est coupé, les 48 V on une chance de faire tourner le moteur, ou allumer une lampe prévue pour 100V simplement l'effet sera plus faible. (comme un variateur baissé)

si la batterie est en ligne, elle débite du 100 V donc la batterie se vide dans les panneaux solaires, et pas le contraire.

pour que les panneaux versent vers la batterie il faut battre son potentiel, donc être plus haut en Volts.
il faut un transformateur, variable de préférence.

je comprends maintenant pour quelle raison les volts d'un chargeur sont toujours supérieurs aux volts nominaux de la batterie à charger.

franchement si j'avais compris ça en 5e cela m'aurait évité quelques mauvaises notes en électricité.

Concernant la valise du coffre, avant de songer à l'ouvrir, il faut d'abord avoir une idée précise de ce que l'on veut faire. Et là, on a pas fini les plans, vois-tu ?

Contact coupé les 3 fils qui sortent de l'IPU (nom poétique de la valise dans le coffre) n'acceptent ni ne délivre aucun courant, ils sont sectionnés par des relais de puissance, ceux là même que l'on entend se coller quand on met le contact. Les mêmes servent a garantir l'absence d'électricité en cas d'accident.
Quoi que l'on fasse, il ne faudra pas toucher à ça, il faudra contourner pour un accès direct aux batteries, et aussi à la ventilation de l'ensemble.
C'est dangereux car une fois l'IPU ouverte, tout est sous tension, il n'y a pas de fusible ou disjoncteur pour protéger le bricoleur. Il est surtout impossible de couper le courant.
En courant continu, on se fout des volts, à 130 milliampères c'est la mort. Il faut des gants semi-rigides qui montent jusqu'aux coudes. Ou alors enlever toutes les batteries.

http://hybridautomotive.com/insight/charger.html

la grosse gaine de couleur orange qui longe le tuyau d'échappement véhicule le signal de puissance et de commande du moteur IMA

ce n'est pas un courant continu, ni alternatif, c'est un signal complexe qui anime le moteur, ou qui en provient quand il est générateur.

l'émission et la reception de ces signaux de puissance c'est l'INVERTER qui s'en occupe. L'Inverter occupe environ 50% du volume dans l'IPU, le reste c'est la batterie.

le couple Inverter / moteur IMA est donc obligatoirement fermé, et indivisible.
la gestion du moteur est un truc bigrement complexe, et en l'occurrence vachement bien foutu!

le moteur IMA est un DC Brushless avec 9 couples de bobines, et des capteurs à effet Hall. Il se comporte comme un moteur pas à pas de précision : il ne reculera pas de plus de 10 degrés quelle que soit sa position de départ à la reception d'une commande. Le rotor et ses 18 aimants permanents (probablement au Néodyme/fer Nd2Fe14B) est au centre, le stator avec les bobines, les connexions et les capteurs, est à l'extérieur.
l'IPU connait la position exacte angulaire du moteur à tout instant et peut commander son mouvement à 10° près.

les courants continus de charge et décharge de la batterie sont donc derrière l'inverter, il n'y a que là qu'on peut faire quelque chose de "simple".