Nature Humaine (amocalypse)
Véhicule électrique>AX électrique>Améliorations

Première version: 2011-11-12
Dernière version: 2016-10-07

# Améliorations

Sommaire de la page

## Préambule

Nous verrons dans cette page comment améliorer le rendement (donc l'autonomie), d'abord en consommant moins, puis avec une extension d'autonomie.

A noter tout d'abord qu'une grosse conso électrique entraine une perte de rendement par pertes Joules (plus il y a d'ampères, plus ça chauffe car puissance perdue = RI²), c'est à dire que les batteries dissiperont plus de chaleur, l'électronique aussi, au détriment de la longévité de l'ensemble, sachant qu'en plus toute cette chaleur c'est des kms que vous ne ferez plus. A 40 km/h dans une montée de 6 % vous ferez 40 kms, mais seulement 30 kms à 55 km/h.

A noter que diminuer la conso qui ne va pas dans le moteur (accessoires) permet de libérer plus de jus pour le moteur donc plus de performances!

Le rendement est augmenté en diminuant :

- les consommations parasites non vitales (ex : direction assistée)
- le poids (gain de performances en côte et en accélération couplée à une moindre consommation électrique).

## Discussion sur l'amélioration des performances

### Rendement moteur

D'après mes 5000 kms faits en voiture élec, il s'avère que l'AX consomme autant chargée qu'à vide. Le démontage de 25 kgs n'agit quasiment pas sur les perfomances en côte ni sur l'accélération. Cette voiture est donc comme les utilitaires Renault ou les breaks Volvo des années 90, insensible à la charge. Ce n'est pas un compliment, c'est un indicateur sûr du très mauvais contrôle moteur.

Un autre indicateur, c'est qu'il faut rouler à vitesse stabilisée à plus de 70 km/h pour consommer le moins (malgré la doc Peugeot qui indique qu'à 40 km/h stabilisé c'est là qu'on fait le plus de kilomètres, ce n'est pas ce que j'ai remarqué).

Concernant le moteur, c'est les phases de démarrage qui plombent tout : 40% voir moins de rendement en dessous de 10 km/h, avec une intensité élevée dans cette phase là. Il faut dépasser 1600 tr/min pour que l'inducteur diminue et que le rendement augmente.

Les démarrages en côte sont des vrais bouffeurs de rendement, il manque cruellement une deuxième vitesse courte au réducteur dans cette phase. Mais chez Peugeot on a du considérer que l'absence de boite de vitesse à gérer justifiait ces quelques kms en moins d'autonomie, et je dois reconnaitre qu'un simple réducteur est vraiment plaisant.

Il faut donc s'orienter sur un moteur plus performant que ce vieux moteur à balais, et un controleur plus perfectionné dans cette phase de décollage à fort couple.

### Rendement batteries

Le rendement des batteries Ni-Cd est donné pour 70%, à cause de la surcharge et de l'autodécharge.

Pour la surcharge il est aisé de ne charger qu'à 95% 2 charges sur 3 (ou sur une semaine), et laisser la dernière charge se faire complètement. On évite de plus la métalisation. Attention, ne pas équilibrer les batteries peut s'avérer néfaste à la longue, c'est ce que je préconise mais je n'ai pas de retours là dessus.

Pour l'autodécharge, comme c'est proportionnel à l'état de charge de la batterie (plus elle est chargée, plus elle va s'autodécharger) il vaut mieux laisser la voiture avec une batterie la plus déchargée possible si on ne s'en sert pas de plus de 2 jours (ex : ne pas recharger pour le dernier jour si on sait qu'il restera 40% le vendredi soir, évite de passer tout le week-end avec 70%).

Il pourrait être tentant de passer en lithium, meilleur rendement de charge, moins de poids à tracter, meilleure autonomie. Le seul inconvénient du lithium est sa fiabilité face au Ni-Cd qui se révèle super robuste à l'usage tant qu'on ne le laisse pas chargé à bloc.

## Gain de poids

Les PSA sont super lourdes par rapport à leur équivalent thermique (300 kgs de plus entre l'AX essence 1l et électrique), quelques kilos de moins ne sont pas superflus sur des trains roulants semblent-ils sous dimensionnés. De même pour la vitesse de pointe en côte!

### Démonter les sièges arrière - 12 kgs

Perso sur ma 4 places je ne me sert jamais des sièges arrières. Un truc qui prends 10 secondes c'est d'enlever dossier et banquette arrière.

7.8 kg le dossier banquette arrière, 4.1 kg l'assise.

Soulever les 2 leviers en haut du dossier, basculer un peu et soulever le tout pour déposer le dossier.

L'assise se déclipse en tirant dessus.

## Optimisation des accessoires

C'est un convertisseur qui transforme le 120 V en 12V, ce convertisseur n'a pas un rendement de 100% et l'énergie des accessoires provient donc directement des batteries de traction. Les accessoires diminuent donc l'autonomie. De plus, certains accessoires comme les ventilateurs à balais sont à bas coût donc de rendement très faible et donc avec une grosse conso électrique, chaque ampère en excès fatiguant le système et l'usant.

D'où l'intérêt de diminuer la consommation des accessoires, soit par leur amélioration (gain d'énergie électrique), soit par leur supression pure et simple (gain de poids, donc performances en plus du gain d'énergie).

### Enlever le relais de direction assistée

C'est LA première modif à faire, le bruit diminue de moitié et la conso diminue un peu, surtout qu'en usage normal ou même à l'arrêt on ne sent quasiment pas la différence. Seuls les virages à angles droits rapides nécessitant de tourner rapidement le volant forcent un peu, à mon avis à cause de la pompe qui reste en place.

Cette pompe est très énergivore pour le gain apporté, alors qu'un chouille de démultiplication en plus et on force autant sans mouliner beaucoup plus, tout en économisant 50 à 60 A en pointe de consommation.

Le relais est situé à droite du coffre supérieur, à côté du remplissage des batteries en eau déminéralisée pour le complément d'électrolyte. Il faut pincer les 2 leviers et forcer avec un tournevis dans la fente car c'est devenu dur au coulissage avec les années.

Certains branchent un interrupteur coupant la commande de relais, pour l'utiliser dans les manoeuvres à l'arrêt, mais ça se justifie plus sur les 106 -Saxo et utilitaires, plus lourds et roues plus larges.

Et si la modif vous va on peut aller encore plus loin en démontant la pompe.

### Panneau solaire pour alimenter la batterie accessoire

Monter un panneau solaire 13 W qui recharge la batterie 12v, permettant d'éviter l'utiliser le convertisseur 120V -> 12V au rendement déplorable (environ 60 %), plus d'économiser la conso des phares, direction assistée, pompe à vide de freinage et autres accessoires relativement énergivores qui seraient solaire et non plus sur les Ni-Cd en faisant chauffer le convertisseur. On gagne vite 6 kms en économisant sur le 12V.

### Démonter les accessoires

#### Démonter le webasto

##### Pourquoi ?

Chauffer avec un produit surtaxé comme le SP95 est un peu bête.

L'échappement se fait devant la porte passager, de grosses chances qu'une partie des polluants rentre dans l'habitacle.

Les copains vont vous chambrer en voyant la trappe à carburant sur une électrique.

Chauffer pour 10 minutes de route est un peu bête.

Le démontage se fait dans le but de ne plus chauffer l'habitacle. Si vous voulez avoir du confort ou que vous avez 1 h de route, le webasto reste la meilleure solution pour avoir du chauffage, plutot que d'utiliser le courant des batteries (ce qui diminue drastiquement l'autonomie). Le combustible liquide en chauffage à un bon rendement (proche de 100%), et il pèse beaucoup moins lourd que le combustible électrique, le rendement global de la voiture est ainsi augmenté. Il vous faudra alors essayer de faire fonctionner le webasto au combustible de poele, non taxé.

##### Remplacement ?

Comme déjà dit, on ne pourra pas remplacer la partie chauffage de l'habitacle (peut-être un petit convecteur électrique branché sur le réseau électrique de la maison, lancé 30 minutes avant de prendre la voiture, et dont l'inertie permettra de chauffer le reste du trajet sans être branché, mais ce n'est valable que le matin).

Reste à remplacer la partie essentielle qu'est le désembuage des vitres.

Pour le remplacer, un chauffage céramique 150W trouvé à 10 euros dans le commerce permet de dégivrer en 2 minutes le pare-brise. Ne pas essayer de chauffer l'habitacle avec, c'est très énergivore et vous gagnerez un degré au bout de 10 minutes...

Idéalement un réseau de résistances dans le pare-brise, comme ce qu'on a à l'arrière, histoire de ne chauffer que ce qu'on a besoin, mais je ne crois pas que ce soit facile à installer.

Garder dans la voiture les vêtement qu'on avait dehors, sachant qu'il fait quand même plus chaud dans l'habitacle. Permet de ne pas perdre de temps à se déshabiller en entrant dans la voiture et à se rhabiller en sortant.

Ne pas chercher à réchauffer l'air avec les pertes de chaleur dans l'électronique et les batteries, ça doit faire 500 W à tout casser et à peine de quoi faire passer l'air extérieur de -5°C à -4°C. Le flux d'air glacé est toujours aussi désagréable!

##### Gain ?

On peut gagner 20 kg en supprimant une grosse partie du système, c'est à dire :

- partie chauffage :
- réservoir de liquide de chauffage de 4l
- canalisations et radiateur d'eau
- pompe à eau sur webasto

- Partie alimentation :
- réservoir essence de 8l
- pompe à essence
- durits

- Partie bruleur :
- bruleur (dans webasto)
- Echangeur (dans webasto)

##### Mode opératoire

Après avoir enlevé le Webasto, les durits d'eau entre réservoir et webasto et radiateur habitacle, le réservoir d'eau, le réservoir d'essence, les durits entre réservoir et goulotte de remplissage sur caisse, la durit d'essence entre réservoir et pompe à essence, pompe à essence, contacteur de tableau de bord (important pour ne pas risquer d'envoyer du jus dans les fiches électriques maintenant en l'air), on gagne 7,7 kg après une journée de boulot. Mais ne pas oublier qu'il faut rajouter les 4 l d'eau enlevé et les 8l d'essence, ce qui fait 11 kg de liquide enlevé, soit au total environ 19 kg de gagné, c'est vraiment pas mal et ça vaut le coup. Ca se sent un peu dans les montées, mais pas de quoi gagner 10 km/h non plus.

Il reste sur le véhicule, dans l'ordre de difficulté de démontage, le radiateur d'habitacle, la goulotte de remplissage sur caisse et le bouchon de remplissage (compliqué surtout pour remplacer le bouchon sur l'aile arrière droite), la pipe d'échappement (difficile à sortir surtout si on ne veut pas la flinguer, car elle est relativement fragile et grippée sur son support), la durit sur caisse entre pompe à essence et webasto (part de l'arrière gauche sous la caisse, passe dans l'habitacle sous la moquette, pour repasser dans le compartiment moteur).

On laissera en place les fils électriques d'alimentation et le voyant tableau de bord en cas de niveau mini, de même que la commande de chauffage et son témoin lumineux, le ratio emmerdements de démontage / poids gagné étant très élevé! Ne pas oublier qu'un jour il est possible que la voiture se revende et que le conducteur suivant soit frileux! Donc essayer de ne rien casser au démontage, pas de découpage des fils à la pince coupante, pas de meuleuse!

##### Quelques astuces de démontage

Déposer le Webasto (groupe de chauffage).

#### Démonter la pompe de Direction assistée

En plus d'être très gourmande en énergie, cette pompe est très lourde, à vue de nez on doit gagner dans les 3 à 4 kgs avec le support s'il s'enlève. De plus, le cablage hydraulique semble augmenter la viscosité et faire forcer plus lorsqu'on tourne le volant. Je sais que faire tourner le vérin sur colonne de direction sans huile le flingue, il reste à savoir comment démonter la pompe et rebrancher le vérin sur lui même pour diminuer les frottements hydrauliques, sans faire entrer de bulles d'air dans le vérin de la colonne.

Le mieux semble être de remonter directement une crémaillère sans direction assistée (certaines AX électriques société n'avaient pas de direction assistée, les AX essence non plus). Mais ça à l'air d'être assez galère. A suivre.

#### Démonter le ventilateur d'habitacle

Après le dégivrage électrique de la vitre arrière, c'est le système accessoire qui consomme le plus de puissance.

Un chiffon micro-fibre désembue "efficacement" le pare-brise, par contre il faut la nettoyer souvent et le passer souvent manuellement. Du jus de citron ou du vinaigre sur les vitres retarde la buée. Le mieux reste d'entrouvrir les 2 vitres avant (arrière ce n'est pas efficace et augmente la sensation de froid).

#### Remplacer le ventilateur d'habitacle par un brushless avec plus de rendement

Un ventilateur d'alim de PC par exemple.

## Extension d'autonomie

### Passer les batteries en lithium

L'avantage est de diviser par 2 le poids des batteries (150 kgs tout de même) tout en augmentant l'autonomie par plus de capacité embarquée. Le rendement de charge est meilleur et l'autodécharge moins profonde.

pour les moins, le lithium est plus difficile à piloter, l'intégration prends du temps et de l'argent (dans les 6000 euros) tout en demandant de solides compétences/connaissances et avec le rsique de faire une connerie, le tout avec une voiture qui n'est plus homologuée.

Pour résumer rapidement la modif, il faut remplacer les modules Ni-Cd dans les bacs par des lithium (en général il faut descendre les bacs de 2cm pour que ça passe), monter un bms spécifique qui dialogue avec le chargeur d'origine, remplacer les ressorts amortisseurs de la voiture ayant moins de poids à gérer (on retombe sur des valeurs plus proche de la version diesel).

Voir les diverses conversions sur le forum :

http://www.vehiculeselectriques.fr/topic7830.html.

### Ajout d'un module NiCd

L'idée d'ajouter une batterie est intéressant dans la mesure où la tension totale reste proche des valeurs d'origine (juste 6V de plus) et on profite d'une meilleure puissance et agrément de la voiture, de plus travailler à tension plus élevée permet de limiter le courant donc l'usure et augmenter le rendement global. On bénéficie théoriquement d'une meilleure autonomie (énergie embarquée en Wh = Capacité module en Ah * tension totale, la capacité d'un module reste constante mais la tension totale augmente).

Les points à surveiller sont la fin de la charge à décaler de 6 V vers le haut (sur PSA, en modifiant le pont diviseur de tension de la carte calculateur) et d'augmenter du coup la tension basse de déclenchement de l'arrêt, sans quoi la tension unitaire par module serait trop faible.

### Groupe électrogène

La première chose qui vient à l'esprit est un groupe électrogène monté dans la voiture pour profiter plus loin du bonheur de conduire une voiture électrique. Idéalement s'il y avait des bornes de recharge rapide tous les 80 kms, 24 minutes suffiraient à recharger 80 nouveaux kms, le temps de boire un café. Plus de limite à l'autonomie. Mais comme ce n'est pas le cas, il faut se rabattre sur la solution groupe.

#### Emplacement du groupe électrogène

Aucun VE PSA n'est homologué pour avoir un attelage, le bac à batterie prends la place de l'attelage. Difficile d'imaginer une remorque au cul avec le groupe électrogène dedans. Le frottement supplémentaire apporté par les 2 roues de la remorque (même à vide) diminue l'autonomie.

Sur les galeries de toit on peut poser 70 kg. Mais la prise au vent est importante et diminue l'autonomie du véhicule...

Le porte vélo sur coffre semble la solution la plus intéressante, car perturbe moins l'aérodynamisme qu'un coffre de toit et n'a pas la surconsommation enrainée par le frottement des 2 roues de remorque. Les modeles costaud ont une charge utile de 45kg. ça laisse de quoi mettre un groupe de 40kg (3 kW) plus une boite de protection/camouflage/insonorisant.

Un groupe dans le coffre du véhicule (préalablement insonorisé et étanche avec échappement dehors) est aussi envisageable. S'il existait un petit groupe pouvant prendre la place du webasto il utiliserait l'alimentation d'essence, l'échappement et même éventuellement son refroidissement liquide!

#### Intérêt d'un groupe électrogène

La consommation augmente avec le poids additionnel, plus les frottements des 2 roues additionnelles si remorque, ou prise au vent si monté sur le toit.
Cette remarque est à tempérer si le système est facilement démontable et utilisé que sur les longs trajets prévus, ou si le système pèse moins de 30 kg et que le profil routier est plat avec peu d'accélération.

La consommation en essence pour effectuer une distance à l'électricité semble toujours supérieure à la consommation d'une fumante avec les groupes électrogènes actuels, pas tellement axés sur les notions d'efficacité énergétique.

#### Difficultés posées pour la gestion de 2 sources d'énergie

Gestion de l'énergie restant dans les batteries risquant d'être perturbée.

Le calculateur interdit d'avoir le chargeur branché en même temps que les batteries se déchargent. Il faut donc shunter le chargeur (en passant par les prises de charges rapide) et amener directement depuis le groupe électrogène une tension supérieure à la tension des batteries (qui varie suivant la charge entre 140 et 110 V) pour que le moteur prélève en partie sur les batteries et en partie sur le groupe électrogène, et si la voiture va doucement le générateur recharge les batteries. Il est impératif de gérer le niveau de charge mais le calculateur est censé couper la recharge dès qu'on dépasse 80%. Il faut aussi couper le groupe lors des phases de recharge en régénération, pour ne pas dépasser les 15 A dans les batteries.

#### Choix du groupe électrogène

un mini groupe electrogene silencieux de 2kw pèse 21Kg (+3kg de carburant). c'est pas grand chose et ça peut permettre d'aller plus loin. On peux même rouler indéfiniment (jusqu'à épuisement de l'essence du groupe) aux environs de 40km/h.

Si on monte un groupe électrogène inférieur à 2200 W nominal en 10 A et 3000 W nominal en 14 A le groupe électrogène risque de caler car il ne peut fournir la puissance. Ne pas faire passer ce courant dans la prise maréchal normale car c'est le chargeur qui commute pour redresser et s'il n'est pas paramétré en 10 A il sort de son mode de fonctionnement ce qui va abréger sa vie.

La seule maniere de charger en roulant ou à l'arrêt avec un chargeur trop peu puissant est d'alimenter directement les batteries en courant continu via les bornes de prise rapide (le calculateur laisse la main à la charge rapide, tout en coupant si on dépasse les 80% de charge et en comptant les A qui passent.

#### Construction de la recharge par groupe électrogène

Il nous faut donc un groupe électrogène, qui génère un courant 230 V monophasé alternatif, courant qui doit être injecté dans les connecteurs charge rapides de la prise Marechal, en courant continu de tension 160 V (cette tension s'abaissera à la tension des batteries en générant le courant que la puissance fournie lui autorise).

Pour transformer le courant alternatif, on peut très bien envisager un simple pont de diode (comme ceux des postes à souder) et des bobines de lissage, les batterie faisant tampon évitant les condensateurs de lissage (en en mettant 1 de 20 microFarad 400 V on peut améliorer le cos Phi, le groupe chauffe moins, l'ensemble est plus efficace).

Avec groupe de 2,5 kW selon la tension des batteries (niveau de charge, puissance moteur consommée) on devrait avoir entre 10 et 20 A entrant dans le véhicule.

Pour compter les A qui passent, il faut soit connaitre le protocole de dialogue entre le calculateur et la borne de recharge rapide, soit laisser le contact. La jauge d'énergie est bien réétalonnée en fonction de l'énergie apportée.

Ajout d'une batterie Lithium

C'est l'option du range extender, un pack de modules lithium montant à 4kWh ou plus, pour augmenter l'autonomie principalement et bénéficier de l'avantage du lithium (légèreté) avec le NiCd (robustesse, gros courants de charge et décharge). On en parle ici : http://www.vehiculeselectriques.fr/topic7280.html.

## Fabrication d'énergie

Il ne faut pas que la fabrication d'énergie soit dans la voiture, c'est lourd inutilement (les panneaux vont permettre de récupérer de quoi faire 500 m, mais comme la voiture est plus lourde elle va consommer plus et on perds 2 km...). Ca reste donc à la maison, et ça recharge des batteries stationnaires qui vont ensuite recharger les batteries de traction quand la voiture rentre au bercail manger son foin.

### Panneaux photovoltaïques

Calculs pour une AX faisant 100 kms par semaine :

4 panneaux de 130 W pour 2,5 kWh / jour, capacité de stockage de 5 kWh, puissance maxi 3 kW.

Avec du Ni-Zn on serait à 300 euros / kWh => 1500 euros pour 5 kWh. Problème c'est qu'à part sur le site de Saft ces batteries n'existent pas à la vente...

450 euro / kWh pour du plomb, comme le Ni-Cd.

## Mauvaises idées d'optimisation

Bon, évitons d'office les propositions de béotien :

- Non, on ne peut pas mettre un alternateur derrière un moteur électrique pour alimenter ce dernier... Tout simplement parce que le rendement de chacun est inférieur à 100%, le moteur va perdre 80% de l'énergie donnée par l'alternateur, qui va lui même récupérer que 40% de l'énergie du moteur, ça s'arrête très vite, sans fournir de puissance d'ailleurs.
- Non non non, oubliez aussi l'alternateur sur le cardan (c'est une manie!), il pourra maximum sortir du 14 V, loin des 120 V nécessaires au moteur de traction, sachant que le convertisseur sort du 500 W - 14 V à 80 % de rendement, alors que vous aller prendre 500 W au moteur pour n'en restituer que 300 W, donc oubliez...
- Pas d'éolienne non plus ... (fatigue...) derrière la voiture, elle va récupérer 80 W d'énergie mais après avoir pris 1000 W à la voiture. Une éolienne verticale un jour de grand vent peut-être, à condition de ne pas dépasser 15 km/h, au delà la trainée engendrée sera supérieure au gain.
- Pas de panneaux solaires non plus (c'est quoi cette détestable habitude de vouloir mettre des panneaux solaires sur les véhicules (on en voit même le proposer sur des vélos ou des parapentes...). Tout simplement parce que comme une éolienne à l'arrêt c'est lourd et que le véhicule va dépenser de l'énergie pour tracter tout ça. Sachant que le gain d'énergie sera minime. Par contre panneaux solaires ou éolienne en statique à la maison avec charge d'une batterie qui réalimentera le soir le véhicule, oui c'est une bonne idée.

### Roues plus grandes

Des roues plus hautes (ex : 14 pouces au lieu de 13 pouces) pour aller plus vite ne passent au contrôle technique ni dans les passages de roue! De plus ça augmente le courant consommé quand l'auto est en côte, elle risque de ne pas redémarrer pour des côtes à 18%, etc. Pour rappel, l'AX a des roues plus petites que les 106 ou Saxo, elle va 4 km/h moins vite mais est du coup plus à l'aise dans les côtes (en plus de ses 100 kg de moins).

## Pour en savoir plus...

Cette page est une compilation de ce qu'on trouve sur le forum www.vehiculeselectriques.fr.

à suivre...