Les facteurs d’influence sur la consommation de l’énergie d’un véhicule électrique

Pour pouvoir étudier comment l’énergie est utilisée, il faut savoir les facteurs qui influenceront sur la consommation de cette énergie afin de gérer l’énergie nécessaire pour un déplacement. Dans cette partie, on va présenter des facteurs que l’on ne peut pas négliger comme le mode de conduite du conducteur avec l’efficacité du moteur ainsi que les forces résistives telles que la force aérodynamique, la résistance au roulement sans oublier la masse et les conditions météorologiques qui peuvent faire varier la consommation de l’énergie d’un véhicule électrique.

Mode de conduite

Les modes de conduite peuvent influencer sur la consommation énergétique. La façon dont on joue avec les pédales de frein, accélérateur, etc, affectera sur l’énergie consommée. La conduite économique, écologique et sûre (écoconduite) vise à réduire la consommation de carburant, les émissions de gaz à effet de serre et les accidents [20]. La consommation d’énergie et les émissions de C02 peuvent être réduites grâce à une variété de stratégies qui réduisent la congestion, la fluidité du trafic et la vitesse excessive des véhicules. L’écoconduite peut réduire la consommation de carburant de 10%, en moyenne et dans le temps, réduisant ainsi les émissions de C02 de la conduite d’un pourcentage équivalent [21]. Cela consiste généralement à modifier le comportement de conduite d’une personne en fournissant des conseils statiques généraux au conducteur (par exemple, n’accélérez pas trop rapidement, ne réduisez pas la vitesse, etc.) [22]. En allant plus loin, il est possible de fournir des conseils en temps réel aux conducteurs en fonction de l’évolution du trafic et des conditions d’infrastructure pour des économies de carburant et d’émissions encore plus importantes [23]. Une consommation de carburant excessive peut être évitée si une stratégie de conduite optimale est mise en œuvre en fonction de l’état environnant d’un véhicule et des contraintes existantes [24]. Selon l’étude faite dans [25], voici des conseils, en deux étapes, qui pourraient aider sur la façon de conduire afin d’optimiser la consommation d’énergie:

Étape 1 : Avant de prendre la route
1. Alléger le plus possible son véhicule au niveau de la masse et l’aérodynamisme
2. Préparer son itinéraire permettant de choisir le trajet avec le moins de kilomètres ou le trajet le plus rapide. Sauf exception, il permet d’éviter les détours, empêche de se perdre (et donc de parcourir des kilomètres pour rien) et fait gagner un temps précieux.
3. Vérifier la pression des pneus chaque mois: rouler avec des pneus sous-gonflés accroît sensiblement la consommation d’énergie: 2,4% par 0,5 bar de déficit. Une pression trop basse affecte aussi la tenue de route et la distance de freinage. Les pneus se dégonflent naturellement, il est donc nécessaire de contrôler leur pression au moins une fois par mois. Le contrôle doit s’effectuer à froid, c’est-à-dire après moins de
3 kilomètres de roulage, sinon il faut attendre 10 minutes pour laisser refroidir les pneus.

Étape 2 : Sur la route
4. Utiliser les instruments de bord pour donner les informations instantanées.
5. Rouler moins vite: rouler autant que possible à vitesse modérée. Rouler moins vite permet également de ralentir plus facilement, en utilisant le frein moteur autant que possible. Le frein moteur permet non seulement de réduire sa consommation et l’usure des freins mais il améliore également la sécurité routière et le confort des passagers.
6. Éteindre le moteur du véhicule lorsqu’on est en stationnement ou dans une file d’attente
7. Anticiper les embouteillages afin d’éviter d’accélérer ou de freiner inutilement. Afin de pouvoir maintenir la vitesse la plus stable possible, anticiper le trafic est essentiel. C’est aussi un conseil essentiel pour la sécurité: on est moins pris au dépourvu si on regarde le trafic au loin et qu’on anticipe les événements pouvant survenir (piéton qui va traverser, voiture qui va dépasser ou freiner, feu de signalisation qui passe au rouge … ). Conduire comme si on n’avait pas de freins: maintenir le plus possible une vitesse stable, en évitant de freiner et accélérer sans arrêt.
8. Utiliser la climatisation à bon escient: la climatisation peut être très utile lors de longues conduites en pleine chaleur mais n’est pas nécessaire la plupart du temps. On évite donc de la laisser allumer par défaut.

Forces résistantes 

Pour pouvoir assurer la gestion de la consommation d’énergie, il est primordial de savoir les forces qui peuvent influencer la consommation. Cette sous-partie présentera les forces résistantes au mouvement d’un véhicule qui peuvent affecter la consommation comme la résistance au roulement, la force aérodynamique ainsi que la masse. La résistance au roulement est la force qui résiste/s’oppose au mouvement d’un corps roulant sur une surface causée par des effets non-élastiques. Selon [26], la résistance au roulement des pneus est définie comme l’énergie consommée par unité de distance de déplacement lorsqu’un pneu roule sous une charge. Elle est importante pour le mouvement des véhicules au sol [27] et le modèle de la résistance au roulement est essentiel à la modélisation de la dynamique globale d’un véhicule à des fins d’analyses, de contrôle, de simulation car le mouvement d’un véhicule au sol est principalement déterminé par les forces de frottement transmises par les routes via les pneus [28]. D’ après [29], la résistance au roulement affecte non seulement la consommation d’ énergie mais aussi le confort de conduite pour les passagers ainsi que les couts d’ exploitation du véhicule. Dans un contexte de progrès renouvelable et durable dans l’industrie automobile où le carburant et le respect de l’environnement sont au cœur de toutes les préoccupations, les pneumatiques écoénergétiques pourraient jouer un rôle important pour économiser de l’argent, limiter les gaz à effet de serre et contribuer à réduire la pollution locale [30]. D’autre part, d’un point de vue général, l’aérodynamique est la science qui étudie les phénomènes accompagnant tout mouvement entre un corps et l’air qui le baigne. Dans le domaine de l’automobile, l’aérodynamique est l’étude des phénomènes aérodynamiques induits par l’écoulement de l’air autour d’un véhicule automobile en mouvement. L’aérodynamique des véhicules joue un rôle beaucoup plus important dans les considérations de conception [31]. Les caractéristiques aérodynamiques des véhicules intéressent les chercheurs depuis de nombreuses années, principalement en vue de réduire la traînée et par conséquent d’améliorer le rendement énergétique [32]. De même que les deux cités précédemment, la masse est un élément clé dans la gestion de la consommation. La réduction de la masse est l’un des moyens les plus pratiques dans la diminution de la consommation d’énergie du véhicule [33]. Ce dernier évalue l’impact de la réduction de la masse des véhicules pour plusieurs plates-formes de véhicules et des technologies de groupe motopropulseur avancées, y compris les véhicules électriques hybrides (HEV) à moteur à combustion interne et les VEH à pile à combustible, par rapport aux véhicules conventionnels. Les résultats dans [34] ont confirmé que la consommation de carburant augmente à mesure que la masse augmente et est différente pour différentes combinaisons de types de carburant et de transmission. De plus, l’augmentation de la masse du véhicule diminue généralement le risque de blessure pour le conducteur d’un véhicule donné en cas de collision. Une réduction de la masse des véhicules de 10% (en supposant une masse de charge utile constante) se traduit par une amélioration de 2% de la consommation de carburant pour les trains et les camions légers, moyens et lourds, 4% pour les bus et 7% pour les avions [35].

Conditions météorologiques 

La consommation d’énergie dépend aussi de l’environnement par lequel le véhicule se trouve ou y va afin d’estimer son autonomie: la température, pluvieux/non pluvieux, etc … [36] a fait une étude selon laquelle la température affecte l’autonomie d’un véhicule. La voiture en question est une Nissan Leaf. La consommation d’énergie et l’autonomie varient considérablement en fonction de la température. Aux températures les plus froides, le Leaf a complété le parcours en utilisant 467 Wh/mile d’énergie électrique en courant continu provenant de la batterie. Sur la base de ce test et des tests ultérieurs effectués ce jour-là (qui avait une température moyenne de 14 ° F), l’autonomie estimée du véhicule était de 50 miles. À mesure que la température ambiante augmentait, la consommation d’énergie avait tendance à diminuer, ce qui augmentait l’autonomie. La période d’essai la plus chaude était en moyenne de 71 ° F et les tests ont abouti à une autonomie estimée à 91 miles. Tous les tests ont été terminés avec la commande de climatisation du véhicule réglée sur automatique 72 ° F.