Rendement énergétique et hybridation
1. Energie nécessaire pour vaincre la résistance de l’air :
• La force de traînée visqueuse (résistance de l'air) F = ½ ρ.V².C
x
.A
• C
x
= 0,4, aire frontale A = 2 m², vitesse moyenne V = 100 km/h, masse volumique de l'air ρ = 1,2 kg/m3
Force de traînée :
Travail de la force de traînée pour un trajet de 100 km :
2. Energie nécessaire pour vaincre la résistance au roulement :
• La force de résistance au roulement (pneu sur route) Rr = M.g.Cr, la pesanteur g = 9,81 m/s²
• Le Cr (coefficient de résistance au roulement) de la voiture est de 0,02, la masse du véhicule M = 1,2 T
Force de résistance au roulement :
Travail de la résistance au roulement pour 100 km :
3. Energie nécessaire pour franchir les dénivellations :
• L’énergie potentielle acquise par le véhicule lors d’une dénivellation Ep = M . g . ∆H
• La masse du véhicule est M = 1,2 T, la dénivellation cumulée à franchir sur le parcours ∆H = 200 m
Energie nécessaire au franchissement de la dénivellation :
4. Energie nécessaire pour mettre le véhicule en mouvement :
• L’énergie cinétique acquise par le véhicule mis en mouvement Ec = ½ . M . V²
• La masse du véhicule est M = 1,2 T, la vitesse de croisière V = 100 km/h,
• Le véhicule devra, sur le trajet, être mis 5 fois en mouvement de 0 à sa vitesse de croisière.
Energie nécessaire à la mise en mouvement :
5. Quantité d’énergie consommée effectivement par le véhicule :
• La consommation du véhicule est de 6 l/100 km,
• Le carburant est un Gazole avec un pouvoir calorifique de 36 MJ/l.
Energie dégagée par la combustion :
6. Bilan énergétique et rendement global :
Energie nécessaire (1+2+3+4) :
Rendement énergétique global estimé :
7. Le véhicule est un véhicule hybride :
• L’énergie engagée pour la mise en mouvement et la montée en altitude est récupérée pour moitié lors
des décélérations par production d’électricité utile à la charge des batteries,
• L’hybridation est mixte « série – parallèle », la gestion du basculement de modes est assurée par un
calculateur qui permet d’accroitre le rendement du moteur de 10% en le faisant fonctionner au plus près
des combinaisons charge/régime réduisant la consommation spécifique.
Energie nécessaire corrigée
(1 + 2 + 3 corrigé + 4 corrigé) :
Energie calorifique nécessaire (en fonction du rendement
amélioré) :
Consommation prévisible du véhicule en fonctionnement
hybride optimisé en litres par km :
8. Le véhicule est un véhicule hybride :
Expliquer en quelques lignes au dos en quoi la réduction de la consommation des véhicules automobiles
constitue un enjeu majeur aujourd’hui.
Nom :
Prénom :
Classe :