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Nous avions publié la première partie d’un article vous permettant d’apprendre à planifier un voyage en automobile électrique, nous reveons avec une seconde partie qui dévoile certains éléments à considérer avant d’entreprendre un Road-trip électrique.

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Consommation nominale

La deuxième caractéristique à connaitre est la consommation nominale du véhicule dans les conditions courantes d’utilisation économique. Ce n’est bien sûr pas celle qui sera utilisée par les commerciaux pour vanter les mérites de leur produit, ni celle qui sera probablement prise en compte par l’ordinateur de bord pour afficher l’autonomie en distance du véhicule au départ de son voyage.

Des agences spécialisées sont censées déterminer cette consommation pratique :

EPA Environmental Protection Agency (USA) établit la consommation sur 5 cycles d’utilisation dont 2 cycles urbain et autoroute à 23 °C, jusqu’à 95 km/h, un cycle par temps froid et chauffage de l’habitacle, un cycle par temps chaud et air conditionné, et enfin un cycle à haute vitesse jusqu’à 130 km/h. La Model  S85 est gratifiée par l’EPA d’une consommation de 350 Wh/mile, soit 217 Wh/ km ou une autonomie de 392 km qui correspond tout à fait à une moyenne réaliste.

TESLA Motors donne pour sa Model S85 une consommation de 315 Wh/mile, soit 195 Wh/km ou une autonomie de 435 km.

NEDC – New European Driving Cycle – gratifie la Tesla Model S85 de 502 km d’autonomie, mais il s’agit essentiellement d’un calibrage à partir de 4 cycles urbains à 20 km/h et un cycle périurbain à 80 km/h moyen, à plat, sans vent, à 25 °C. Cela n’est donc pas représentatif d’un parcours routier. Par exemple la Nissan Leaf est créditée par la même NEDC d’une autonomie de 199 km, alors que celle-ci en pratique ne dépasse pas 120 à 150 km. Nous ne retiendrons donc pas les 502 km affichés sur le site de Tesla (correspondant à une consommation de 169 Wh/km). D’ailleurs, qui ferait 500 km d’une seule étape à 20 km/h de moyenne ??

Nous prendrons comme consommation nominale pratique dans des conditions économiques 180  Wh/km, en considérant que cette consommation nominale est établie pour un parcours à 85 km/h, sans vent, à plat, à 23 °C avec une seule personne à bord. Toute variation de ces paramètres engendrera une surconsommation qu’il sera nécessaire de prendre en compte dans l’estimation de l’autonomie réelle du véhicule.

De quoi dépend la consommation ?

  • Les facteurs qui ont le plus d’influence sur la consommation du véhicule sont :
  • Les basses températures extérieures,
  • La persistance de vent contraire ou latéral,
  • Les déclivités du parcours,
  • La vitesse moyenne,
  • Le chargement du véhicule,
  • Le type de conduite,
  • Les embouteillages,
  • Les arrêts très prolongés sans brancher le véhicule.
  • D’autres facteurs de moindre importance influent également sur la consommation :
  • La pluie : utilisation des essuie glaces voire du désembuage
  • Les hautes températures extérieures qui nécessiteront la mise en route de la climatisation,
  • La nuit : utilisation permanente des éclairages
  • La mauvaise qualité de la route qui augmente la résistance à l’avancement
  • Le sous gonflage des pneus a une influence considérable sur la consommation, mais il est à la portée de l’utilisateur de les maintenir aux pressions prescrites par le constructeur qui se révèlent d’ailleurs être en général plus élevées que sur des voitures classiques.
  • L’utilisation de pneus hiver/pneus neige qui augmentent la résistance au roulement.

Il est donc proposé ici d’évaluer l’influence des facteurs importants pour pouvoir les prendre en compte lors de la planification du voyage, les facteurs moins importants pourront être estimés forfaitairement si plusieurs d’entre eux venaient à être concomitants : par exemple trajet de nuit par temps de pluie chaussé de pneus hiver. On majorera forfaitairement la consommation de 10 % si 3 ou plus de ces facteurs sont prévus lors du trajet.

Les basses températures extérieures

Le chauffage de l’habitacle, ainsi que le maintien des batteries à un certain niveau de température provoquent des consommations supplémentaires.

A partir des expériences relatées par des utilisateurs de véhicules électriques (USA côte Est source Green Car, l’auteur etc..) on peut estimer cette surconsommation à 8% pour un abaissement de 10 degrés Celsius de température en dessous de 23°C, soit un calcul de surconsommation aux 100 km donné par la formule :

St(kWh) = 18,0 x 0, 08 x (23 – T°C)/10 et de manière pratique :

Température extérieure prévue Surconsommation pour 100 km en kWh
15° C 1,2
10°C 1,9
5°C 2,6
0°C 3,3
-5°C 4,0
-10°C 4,8
-15°C 5,5

 

A -25 °C, l’autonomie est diminuée d’un tiers, ce que les utilisateurs de VE de la côte Est américaine auront pu constater ;

Vent persistant

La résistance à l’avancement d’un véhicule est essentiellement constituée par la résistance aérodynamique. La résistance au roulement ne représente que 25% de la résistance totale aux vitesses courantes.

En présence d’un vent de face, la vitesse de ce vent va accroitre la consommation du véhicule ou comme si le parcours était effectué à une vitesse supérieure de 75% de la vitesse du vent.

Un vent latéral ne produit théoriquement pas de surconsommation, cependant il exerce une force latérale permanente sur le véhicule qui doit corriger sa trajectoire et engendrer par la même une augmentation de la résistance au roulement. Empiriquement on pourra prendre 10% de la surconsommation calculée lorsque le vent vient de côté, puis par extrapolation 70 % pour un vent de trois quart, et 100 % pour un vent de face.

Par prudence, ne serait-ce que dans le cas où la prévision ne se révèlerait pas exacte, il ne sera pas tenu compte de la prévision d’un vent arrière qui produirait bien sûr une économie de consommation.

Déclivités du parcours

Celles-ci ont évidemment une incidence directe sur la consommation. Un calcul précis nécessiterait d’avoir la connaissance du profil complet du parcours puis toute une série de calculs pour simuler les variations de la consommation : en fait c’est un logiciel qu’il faudrait avoir à bord du véhicule. Pour simplifier le calcul et en éliminant les parcours montagneux non autoroutiers (comme les passages de cols dans les Alpes) on peut simplement estimer la surconsommation par rapport à la dénivelée entre le point d’arrivée et le point de départ. Ceci suppose que l’économie de consommation dans les descentes vienne compenser la surconsommation en montée.

L’analyse notamment du carnet de bord de George Parott qui a gravi le col de Mount Shasta and Grants aux USA donne une surconsommation d’environ 25 % pour une dénivelée moyenne de 9 mètres par km.

La vitesse moyenne

Il est évident qu’une vitesse élevée va induire une surconsommation importante. Compte tenu des réglementations en vigueur on n’envisagera ici que les surconsommations liées au maintien d’une vitesse moyenne réelle de 130 km/h sur autoroute et de 90 km/h sur route par rapport  à une vitesse moyenne de 85 km/h. Par assimilation à la consommation des véhicules thermiques, une augmentation de 10 km/h de la vitesse moyenne engendre un surcroit moyen de consommation d’environ   12 %.  (en fait 50 % de 70 à 110 km/h et 95% de 70 à 130 km/h)

NOTE : le gain de temps sur un parcours donné généré par une vitesse plus élevée est grosso modo équivalent à la perte de temps générée par la recharge de la surconsommation sur une borne délivrant 20 kW.

Le chargement du véhicule

On prendra la convention qu’une personne avec bagages équivalent à 100 kg de charge. Par assimilation avec la consommation d’une voiture thermique, tout passager augmentera la consommation de 2,5%. La présence de barres de toit et de tout chargement extérieur au véhicule est exclue de cette simulation.

Le type de conduite

On ne prend en compte ici qu’une conduite apaisée avec utilisation du mode régénératif en « frein moteur ».

Les embouteillages

La consommation supplémentaire à l’heure d’embouteillage est estimée à 0,08 kWh, soit une puissance consommée de 80 Watt.

Les arrêts très prolongés

Il faut savoir que le véhicule garé à l’arrêt consomme de l’énergie pour alimenter son cerveau électronique, garder des équipements en veille tels détection de la clé du propriétaire, et surtout maintenir les batteries dans une fourchette de température prescrite : (22°C sur l’Ampera).

Cette consommation vampire telle qu’elle a été dénommée par David Noland dans son article à propos des problèmes qu’il a rencontrés sur sa Model S60 est de l’ordre de 1,1 kWh par 24 heures après correction des désordres ; (Ampera : 0,3 kWh par 24 heures à une température de 10 °C)

Ce n’est pas négligeable si vous partez une semaine dans une station de ski où vous nous n’avez pas la possibilité de vous raccorder à une prise fût-elle standard.  C’est grosso modo 35 km d’autonomie qui se seront évaporés au moment de prendre le chemin du retour.

Vous souhaitez relire la première partie? Cliquez-ici!

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One thought on “Comment prévoir un voyage en automobile électrique?

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