ETUDE D'UN VEHICULE ELECTRIQUE
Une des difficultés est le stockage de l'énergie électrique dans les batteries. 1-
Etude de la batterie d'accumulateurs. La batterie d'accumulateurs est réalisée ...
part of the document
ETUDE DUN VEHICULE ELECTRIQUE.
La structure dun véhicule électrique est représentée ci-contre. Une des difficultés est le stockage de lénergie électrique dans les batteries.
Etude de la batterie daccumulateurs.
La batterie daccumulateurs est réalisée par lassemblage en série de 19 monoblocs.
EMBED Word.Picture.8
Un monobloc est un élément accumulateur de masse 12,7 kg. Il présente une tension de 6 V a ses bornes et peut débiter un courant électrique de 100 A pendant une heure : on dit quil a une capacité (correspondant à la quantité délectricité stockée) de 100 Ah.
Daprès le schéma ci-contre, que peut-on dire de lintensité du courant débité par lensemble des accumulateurs ? Leurs capacités sajoutent-t-elles dans cette association série ?
Déterminer la tension U aux bornes de la batteries daccumulateurs.
La batterie daccumulateur fournit lénergie électrique au moteur qui propulse le véhicule. En fonctionnement nominal, le moteur absorbe un courant continu dintensité I = 183 A. La capacité de la batterie est de 100 Ah et la tension à ses bornes est de 114 V.
Calculer le temps t0 au bout duquel la batterie sera complètement déchargée.
Calculer lénergie totale fournie par la batterie pendant ce temps t0.
La charge complète des batteries dure 6 h 30. La durée de vie de la batterie correspond à 1500 cycle de charge et de décharge. On estime quen fonctionnement nominal, la batterie peut se décharger en 30 min.
Quel est le nombre maximal de cycle de charge et de décharge possible par jour.
En déduire le nombre de jours correspondant à la durée de vie de la batterie.
Bilan de puissance du véhicule.
Le moteur fonctionne en régime nominal sous une tension de 105 V. Le réducteur mécanique délivre une puissance nominale de 16,3 kW. Le rendement du moteur est 90 %. Le rendement de lensemble moteur-réducteur est de 85 %.
Compléter le schéma-bloc ci-dessous représentant le bilan de puissance du véhicule, en indiquant la nature des puissances échangées (entrantes ou sortantes).
EMBED Word.Picture.8
EMBED Word.Picture.8
Calculer les valeurs des puissances entrantes ou sortantes représentées par les différentes flèches.
En déduire le rendement du réducteur mécanique.
Calculer la valeur de lintensité du courant absorbé par le moteur complet.
Sachant que linduit du moteur absorbe un courant dont lintensité est de 180 A, calculer la puissance absorbée par linducteur du moteur.
Sachant que lénergie stockée par la batterie daccumulateur est de 11,4 kWh, calculer le temps de fonctionnement du véhicule dans les conditions nominales.
Etude du freinage.
Afin daugmenter lautonomie du véhicule, il ne faut pas gaspiller lénergie stockée dans la batterie daccumulateurs. Ainsi lors des phases de freinage, lénergie mécanique du véhicule est récupérée et sert à recharger la batterie. La machine électrique nest plus motrice, mais elle joue alors le rôle de génératrice électrique (dynamo) et recharge la batterie à laide dun appareil appelé « hacheur survolteur ».
Compléter le schéma-bloc ci-dessous représentant le bilan de puissance du véhicule, en indiquant la nature des puissances échangées (entrantes ou sortantes).
EMBED Word.Picture.8
EMBED Word.Picture.8
Le véhicule roule à 90 km/h en pleine charge. Sa masse totale est estimée à 800 kg. Il possède alors une énergie mécanique due à sa vitesse égale à W = 0,5.m.v2 avec W lénergie exprimée en Joules, m la masse en mouvement exprimée en kg et v la vitesse du véhicule exprimée en m/s.
Calculer lénergie mécanique que lon peut récupérée en amenant le véhicule à larrêt.
En supposant que le rendement du groupe réducteur-génératrice est également de 85 %, calculer lénergie électrique que lon peut espérer restituer à la batterie.
Exprimer cette quantité dénergie en Wh.
Calculer le nombre de fois quil faut faire un tel freinage pour recharger la batterie de 10 % de son énergie totale qui est de 11,4 kWh.
Stage réforme 1ère STI 2002-Académie dAix-Marseille
Page PAGE 2/ NUMPAGES 2