Un nouveau camion électrique enfichable est en cours de développement, ainsi qu'un VUS électrique. Richard Truesdell / Wikimedia Commons, CC BY-SA
Les véhicules électriques - en particulier le modèle Tesla 3 - sont dominant le marché américain pour les berlines premium, mais sont à peine sur le radar dans le catégorie automobile la plus occupée, Qui comprend VUS et camionnettes.
La raison immédiate en est d’ordre économique, mais elle a également beaucoup à voir avec la physique: les véhicules électriques plus gros, plus lourds et moins aérodynamiques ont besoin de batteries plus grandes, plus lourdes et plus chères pour les alimenter. Notre recherche a regardé le énergie nécessaire déplacer les voitures et les camions le long de la route, et a identifié les facteurs importants qui affectent l'utilisation de l'énergie.
Nous avons développé un Applet cela peut fournir une estimation de la quantité d'énergie qu'un véhicule électrique aurait besoin de transporter à bord pour une autonomie donnée. Cela permet aux consommateurs de déterminer la taille de la batterie dont leur voiture aura besoin. L'applet peut fournir une comparaison de la différence de consommation d'énergie entre les berlines, les camionnettes et les VUS. Le modèle 3 de Tesla et le Le modèle multisegment SUV utilisera la même batterieNotre applet permet donc aux consommateurs de comparer la différence d’autonomie entre une berline et un VUS.
Comment fonctionnent les véhicules électriques?
Trois forces s'opposent à tout effort visant à déplacer une voiture sur une route plate: la résistance au vent, les frottements de la route et l'inertie. En utilisant les spécifications de la conception d'un véhicule, y compris son poids, ses dimensions et sa forme, nous pouvons calculer l'énergie nécessaire pour que le véhicule démarre et reste en mouvement. À partir de là, on peut déterminer combien de temps la voiture peut rouler à une certaine vitesse et évaluer la distance qu’elle peut parcourir avant de devoir recharger ses batteries.
L'autonomie réelle du véhicule peut varier considérablement, en fonction du scénario de conduite exact, tel que se déplacer sur une autoroute ou dans une ville. L’Environmental Protection Agency des États-Unis fournit un ensemble de profils d’entraînement normalisés pour différentes conditions (comme urbain, autoroute ou une combinaison), chacun spécifiant la vitesse de la voiture lors de son déplacement. L’EPA publie également un rapport de certification qui fournit de nombreuses caractéristiques, y compris la taille de la batterie et la portée d’un véhicule donné. Cela fournit un ensemble cohérent de données avec lesquelles nous comparons différentes voitures, VUS et camions.
Un prototype du SUV de Rivian, encore en développement.
Ce type de calcul est courant pour les véhicules à essence. Les voitures électriques ont également un élément supplémentaire à prendre en compte: freinage récupératif, qui permet aux voitures de recharger leurs batteries lorsqu’elles ralentissent.
Un test précoce de notre approche impliqué le Tesla Modèle 3. Nous avons calculé combien d'énergie il aurait besoin, combien il pourrait se régénérer au cours d'un voyage et combien de stockage de batterie devrait être à bord. Nous avions prédit que pour que la voiture remplisse la plage promise de son 310-mile avant de devoir recharger, elle devrait stocker environ 80 kilowattheures dans son parc de batteries. Ce calcul a ensuite été confirmé par le rapport de certification de l'EPA.
Depuis ce premier succès, nous avons analysé une large gamme de véhicules électriques, ce qui nous a permis, ainsi qu’aux consommateurs, de comparer leur efficacité énergétique et leur consommation d’énergie, et nous a valu le titre «Batterie de police. »
Sur les camionnettes électriques
Notre méthode ne se limite pas aux voitures. Nous l'avons utilisé pour analyser des semi-remorques que le fret de transport de longues distances. Et nous commençons à examiner camionnettes et VUS à leur arrivée sur le marché.
Les camions sont plus grands et, souvent, moins aérodynamiques que les voitures, ce qui signifie qu'ils rencontrent généralement plus de résistance au vent. Le frottement et l'inertie augmentent pour les véhicules plus lourds. Tous ces facteurs signifient qu'un camion a besoin de plus d'énergie pour se déplacer et rester en mouvement.
Une fois que nous connaissons la quantité d'énergie, nous pouvons calculer la taille de la batterie ou l'autonomie. Le prix des batteries a considérablement diminué durant la dernière décennie.
En étudiant les caractéristiques des véhicules, nous pouvons aider à comparer les besoins et les coûts en batteries de différents véhicules électriques, ce qui peut aider les consommateurs à évaluer les options lorsqu'ils envisagent d'acheter une voiture électrique, un futur VUS ou une camionnette électrique. Dans l'applet, différents véhicules peuvent actuellement être sélectionnés. Le changement de plage de conduite pour différentes vitesses de conduite moyennes peut être calculé.
En outre, un véhicule électrique personnalisé avec n'importe quelle taille de batterie peut être conçu et l'applet répondra aux questions sur la consommation d'énergie, l'autonomie et le poids total du véhicule avec la batterie. Ceci peut être utilisé pour comparer et comprendre les différences entre les véhicules.
A propos de l'auteur
Venkat Viswanathan, professeur adjoint de génie mécanique, Carnegie Mellon University et Shashank Sripad, Ph.D. Candidat en génie mécanique, Carnegie Mellon University
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
Livres connexes
