tracteur électrique : un rêve?

Comment çà fonctionne, les calculs de puissance, d'aérodynamique etc.
Vous pouvez tout demander et poster ici concernant la traction électrique en générale.

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Remdo
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Message par Remdo » mer. 18 07 , 2007 13:03

prends une tondeuse électrique alors et n'oublie pas de reprendre le même trajet à l'aller et au retour Image

Image désolé mais pour une fois que c'est pas moi qui paie.... :wink:
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yapelletier
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Message par yapelletier » mer. 18 07 , 2007 13:36

La seule solution qui me semble envisageable serait celle de la recharge rapide mais cela aurait pour conséquence un aller-retour supplémentaire entre 12 et 14h00 (20 km) en tracteur fumant!
Les packs de batteries interchangeables seraient compliqués à mettre en place au niveau de la logistique sans parler du coût des packs plus la grue de levage.
La rallonge est exclue : Mes vignes sont très parcellisées et distantes d'au moins cinq km les une des autres. De plus, il n'y a pas de ligne edf à proximité. Donc même la tondeuse electrique... :?
Bon, je garde cette idée au chaud, mais je vais déjà me concentrer sur la remise en état d'un express elec qui me permettra de faire un nombre de petits travaux zet de trajets. Sinon, je peux toujours faire copain avec un jolly jumper :D

pdelagrange
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Message par pdelagrange » jeu. 19 07 , 2007 16:18

Oui bon c'est pas la peine de dire que je pars d'hypothèses fausses pour refaire les mêmes calculs.

En effet, l'estimation de consommation de diesel est l'information de départ la plus fiable. yapelletier a parlé de 5 à 7 litres, je prends donc 6 comme moyenne, en imaginant qu'il puisse réorganiser légèrement sa journée pour lisser ça.

Je persiste à dire qu'on n'est pas si loin de la faisabilité: une 106 diesel consommerait combien pour faire l'équivalent de l'autonomie de la version électrique (12kWh) dans les mêmes conditions de roulage? 4 litres, à peu près, n'est-ce pas?
Donc ma conclusion à 18-20kWh n'est pas si absurde, et je pense qu'il reste même un peu de marge.
Mes calculs sont basés sur un rendement thermique de 20% / rendement élec 80% (facteur 4, je me répète); on ne doit pas être loin de la vérité. L'incertitude la plus grande étant au niveau du rendement thermique + transmission.

En prenant 20kWh, on peut estimer le poids et l'encombrement des batteries si on se fournit chez SAFT:

1- NiCD: STM 5-100 MRE (les batteries de l'express)
54 Wh/kg, 87Wh/l, ce qui nous donnerait 370kg et 230 litres

2- NiMH: NHE 10-100
66 Wh/kg, 137Wh/l, ce qui nous donnerait 303kg et 146 litres (comparable à ce qui est monté sur une 106)

3- Lithium: VLE 11-84
111 Wh/kg, 158Wh/l, ce qui nous donnerait 180kg et 127 litres

Maintenant, je ne connais pas les prix, et j'imagine que le lithium est hors de portée, mais le NiMH est peut-être bien une solution efficace.

Pour le temps de charge à 3000W, on reste réaliste (10-11h).

Bonus: mettre des panneaux solaires sur le toit devrait apporter un petit plus, de l'ordre de 300W? (1/10 de la consommation, pas négligeable). Il me semble qu'on ne fait pas les labours en hiver, ni la nuit...


Je trouve que ça vaudrait le coup de tenter l'aventure en se contentant d'adapter la chaîne de traction de l'express sans chercher à modifier le système de transmission dans un premier temps. L'avantage est qu'on a là une chaîne complète prête à l'emploi, avec chargeur et tout, et qui plus est gratuite.
On voit ce que ça donne pour l'autonomie (normalement on devrait obtenir les 2/3 du besoin), et si ce n'est pas suffisant, on révise la transmission, on opte pour des moteurs-roue, on ajoute des batteries, etc.
Et puis si ça ne marche pas du tout, on remonte tout sur l'express, et puis c'est fini, on n'a rien perdu.

Le premier engin agricole électrique, ce serait génial! Si ça se trouve ce serait une première mondiale, et je trouverais dommage de décourager yapelletier s'il est prêt à le faire.
J'ajouterais même que si j'habitais plus près j'irais l'aider, na!
(yapelletier, tu m'invites à passer des vacances dans le sud?)

Bon allez, go! Ya plus qu'à!

PS: la première étape est de remettre en état la batterie de l'express. Prudence pour la première charge, vérifier le niveau d'électrolyte!

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Bucheron
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Message par Bucheron » ven. 20 07 , 2007 0:29

Et une petite hybridation "série", ça serait pas envisageable pour les quelques heures qui manquent ?

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vehiculeselectriques
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Message par vehiculeselectriques » ven. 20 07 , 2007 1:03

pdelagrange a écrit :Oui bon c'est pas la peine de dire que je pars d'hypothèses fausses pour refaire les mêmes calculs...
Détend toi, c'est pas une agression, on discute et reflechi ensemble à voix haute :wink:

avançons:
J'aime bien l'idée de monter le système express sur le tracteur mais il y aura un problème de rapport de transmission je pense...
Il y a probablement moyen de changer le rapport et là effectivement çà devient une solution sympathique.

puisque tu parles de l'express élec essayons de calculer autrement :D

8H à 5km/h c'est 40km

L'express fait du 150Wh/km en moyenne urbaine et embarque 15kWh soit 100km d'autonomie.
Quel serait l'autonomie du tracteur avec ce système ?

Le tracteur pèse environs 100-150kg de plus, bref c'est pas énorme.
Par contre les roues font 3 fois ? celle de l'express ce qui veut dire théoriquement un couple divisé par 3 et donc une consommation multipliée par 3...

Ce qui nous ferait encore 33km pas mal...et un tracteur à 100km/h ? :D

Par contre si on multiplie par deux le rapport de réduction, on fourni deux fois mois de puissance pour le même couple et du coup la consommation devrait être divisée de moitié, ce qui nous ferait 66km et là çà me parait bien non :D

Bon reste que je me demande comment il peut y avoir une telle différence entre la conso calculée coté tracteur qui demande 30kWh et une transposition du système de l'express qui fait 15kWh :? car ici tes chiffres se vérifient on est bien sous les 18kWh pour 8H :D

J'ai raté un épisode dans mes calculs ? trop fatigué pour vérifier aujourd'hui...

Comme tu le vois je ne décourage personne d'essayer, bien au contraire, j'essais d'analyser de mon mieux pour qu'il n'y ai pas de mauvaise surprise.

Finalement cet express semble une excellent affaire non
:lol:

à+
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Message par pdelagrange » ven. 20 07 , 2007 9:58

Heu... ce n'est pas parce qu'on change le rapport de transmission qu'on change la puissance mécanique fournie, ce serait trop facile. Puissance = couple x vitesse.

Mais je suis d'accord, il faudra étudier le rapport de transmission, en prenant par exemple vitesse max tracteur = 7000 rpm. Mais bon pour les premiers essais, le moteur supportera de ne tourner qu'à 2000 rpm ou quelque chose du genre. Il faudra juste éviter de tirer trop de courant au démarrage.

On ne peut pas raisonner dans une logique de transport, avec des kilomètres parcourus, du freinage récupératif, etc. Ici, on fournit du travail mécanique bête et méchant, il s'agit de retourner de la terre.
La seule donnée de travail fiable est la quantité de gasoil consommée et la puissance max nécessaire.

Pourquoi la puissance crête nécessaire est 5 à 10x la puissance moyenne? Je ne sais pas, peut-être que la résistance de la terre est très irrégulière, et qu'il faut donc une réserve de puissance importante pour que le tracteur ne s'arrête pas au premier caillou.
Ou bien peut-être faut-il supporter que le terrain soit en pente.
En tous cas, je pense qu'avec 20kW, on est tranquille.

Au fait, tu dis que l'express a des STM 5-140MR? Ca ferait plus de 15kWh alors? 80% du besoin, génial, exxxcellente nouvelle!
Par contre, le refroisissement par air en plein caniar, je ne sais pas...

Oui, je pense aussi que cet express tombe du ciel. Enfin... si yapelletier envisage de s'en servir comme banque d'organes.

Tiens, au fait, j'ai fait une recherche google rapide sur "tracteur électrique", et apparemment, il existe des choses, mais plutôt du genre tondeuse autoportée, ou des choses orientées transport de charges miniature. Rien du côté travail mécanique en vraie grandeur.
Même topo que pour les voitures, quoi.

Pour les panneaux solaires, j'étais un peu optimiste. Compter 100W par m².
Pfff. Rendement de moins de 20%, les progrès sont lents, quand même.

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Message par Bucheron » ven. 20 07 , 2007 10:09

pdelagrange a écrit :[...]Pour les panneaux solaires, j'étais un peu optimiste. Compter 100W par m².
Pfff. Rendement de moins de 20%, les progrès sont lents, quand même.
Oui.. :?
parce qu'on est pas encore "pris à la gorge" !
Avec un baril à 100 ou 150 $ les progrès pourrraient être plus rapides à cause d'une demande très pressante, peut-être ?

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Message par vehiculeselectriques » ven. 20 07 , 2007 11:07

pdelagrange a écrit :Heu... ce n'est pas parce qu'on change le rapport de transmission qu'on change la puissance mécanique fournie, ce serait trop facile. Puissance = couple x vitesse.
D'accord pour la formule de calcul de la puissance mais je ne comprend pas où tu veux en venir ?.
Le couple c'est le moment(force) à la roue par la vitesse, si la roue augmente de diamètre 2, la force nécessaire pour la faire tourner à la même vitesse augmente d'autant.
C'est d'ailleurs ce qu'oublient parfois les fans de tuning en collant des roues de 17 pouces sur leur voiture en 14: l'accélération baisse de manière sensible.
...

Au fait, tu dis que l'express a des STM 5-140MR? Ca ferait plus de 15kWh alors? 80% du besoin, génial, exxxcellente nouvelle!
Par contre, le refroisissement par air en plein caniar, je ne sais pas...
L'express utilise un pack de 108V (18 modules) par 140Ah soit bien 15kWh mais dans lequels on peux taper allègrement sans soucis pour leur santé (90-95% de décharge) merci le nicad.
Coté coup de chaud, du fait de leur masse importante, l'inertie thermique est assez elevée donc çà pose moins de problème que sur les batteries de scootelec par exemple (STM5-100MR)
Mais je pense aussi qu'un refroidissement est nécessaire en ces temps de réchauffement climatique, les 40°C l'été sont vite atteint et après 8H d'usage la batterie aura facilement pris 10°C de plus que l'ambiant...avec comme résultat une division par facilement deux de sa durée de vie.
...

Pour les panneaux solaires, j'étais un peu optimiste. Compter 100W par m².
Pfff. Rendement de moins de 20%, les progrès sont lents, quand même.
Effectivement, le prix aussi tarde à baisser même si dans des pays comme l'allemagne ou l'espagne çà baisse plus vite qu'ici.

Sur 8H au soleil et d'un point de vue purement technique(financier c'est pas la peine) on peut imaginer un toit de 4m2 sur le tracteur soit 3200Wh de plus dispo, c'est pas négligeable...
si il fait beau pendant 8H parce que là chez moi c'est l'hiver :roll:
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Message par phyvette » ven. 20 07 , 2007 11:24

Article de juillet 1928 de l'ancêtre de Science et Vie ou il n'est même pas question de pétrole , on passe du cheval a l'électricité . Ce genre de revues que l'on se procure pour 3 euro,6 sous, chez les bouquinistes ou aux puces sont des mines d'or d'anticipation. Gardez précieusement les actuels pour vos petits enfants.

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Message par vehiculeselectriques » ven. 20 07 , 2007 11:49

C'est génial çà et beaucoup plus simple/efficace qu'un enrouleur sur un poteau qui a eu cette idée folle :lol:


merci beaucoup pour cet article Phyvette :!:

"on invente rien, on ne fait que re-découvrir" :D
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Message par yapelletier » ven. 20 07 , 2007 13:56

Je vous avoue ne pas comprendre toute la subtilité de vos calculs. Mais j'apprends...Ce que je peux vous dire, c'est qu'en agriculture, on ne compte pas en km mais en heures de travail et qu'effectivement, un cadre de labour dans le sol change bien des choses en terme d'effort à fournir pour le tracteur.
Je retiens l'idée d'utiliser, éventuellement, les batteries de l'express. En ce qui concerne la transmission, elle me semble tout-à-fait inadaptée pour un engin de ce type. Sur un chenillard, on tourne en actionnant un embrayage et un frein. Il n'y a pas de différentiel d'où mon idée d'utiliser deux moteurs-roues que je pourrai commuter à loisir. De plus il faut laisser le maximum de place pour les batteries : Il s'agit d'un engin étroit(80cm hors-tout donc à peu près 50 cm entre les chenilles) et de 1.80m de long. Compact et dense :!:
C'est la raison pour laquelle toute hybridation est impossible. Je ne peux pas utiliser de remorque puisq'elle prendrait la place du cadre de labour.
Je retiens également le toit en panneaux solaire : les chenillards n'en ont pas et je ne suis pas contre d'autant plus si cela augmente l'autonomie.
A mon humble avis, le système le plus efficace serait d'enlever les moteur/boîte/embrayages pour ne conserver que les chenilles(je rappelle : excellent système de traction/aux roues et ça ne tasse pas le sol : moins de 100g/cm²), de refaire une structure entre les chenilles afin de reçevoir les batteries et de remplacer les galets(roues qui entraîne les chenilles) par des moteurs roues. Restera à adapter la pompe hydrolique et à mettre au point un refroidissement efficace des batteries. Je dois même pouvoir gagner un peu en poids :D .
Pour indication, les "roues" mesurent 50cm. Je travaille à une vitesse de 2 à 3 km/h.
Pdelagrange, je t'invite avec grand plaisir, mais si c'est pour mettre au point un chenillard électrique, je ne suis pas sûr que ce seront des vacances(sans compter le piochage des vignes, les mises en bouteilles, la récolte des mûres pour les confitures...bref mes amis ne me rendent plus visite, c'est bizarre :lol: ).
Très bon l'article, on dirait du J verne(sauf que beaucoup de ses anticipations se sont concrétisées :cry: ). Merci de participer à ce sujet, encore un fois j'apprends beaucoup :D .
PS : j'ai également fait une recherche sur les tracteurs électriques, mais il n'y a effectivement que des tondeuses portées ou des engins à chenilles mais pour un usage industriel(sur un ciment plat) et fonctionnant à l'air comprimé!

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Message par phyvette » ven. 20 07 , 2007 15:32

Salut yapelletier

AMHA ce qu'il faut retenir des ces calculs , est que l'énergie spécifique contenu dans un kilo de batterie, avec un rendement de 80% est tellement faible, comparé a l'énergie contenue dans un litre d'essence ou gasoil même avec un rendement de 25% , que l'idée d'un tracteur électrique reste dans les cartons des constructeurs . Elle y restera tant que des progrès gigantesques ne seront pas accomplis sur les accumulateurs .

A l'heure actuelle la mobilité électrique ne peut se concevoir que a faible vitesse , a peu de poids , et a faible résistance de l'air ( cx ) la charrue engendre une résistance tout comme l'air ( ou pire ) qu'il faut bien compensé par de l'énergie.

Le tracteur électrique ( pour le moment ) est une utopie, dans le cas contraire il existerais . Les panneaux voltaïque sur le toit , avec leur piètre rendement et leur coût excessif ( de l'ordre de 1000€ M² x 100W) ne permettant qu'une autonomie de qq centaines de mètres en 8 h

Si j'étais agriculteur , j'envisagerais le cheval en ultime recours.

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Message par vehiculeselectriques » ven. 20 07 , 2007 16:58

phyvette a écrit :S...Les panneaux voltaïque sur le toit , avec leur piètre rendement et leur coût excessif ( de l'ordre de 1000€ M² x 100W) ne permettant qu'une autonomie de qq centaines de mètres en 8 h...
Tu y vas fort sur le prix là :lol:
Le watt solaire revient à 5-6 euros, les 100W se paie dans les 500-600 euros désormais mais effectivement çà reste cher par rapport à 0,1 euros pour 1000Wh de nucléaire...

yapelletier tu me donnes une idée en parlant de moteur-roue, un électrique tournera trop vite et n'auras pas assez de couple pour ce que tu veux faire mais pourquoi pas utiliser des moteur roues hydraulique avec une pompe hydro-électrique ?

Les engins de chantiers utilisent çà de manière très efficace avec des rendements importants (sauf que c'est un diesel qui fait tourner la pompe...)

Le prix de ces moteurs roues est très abordable, le moteur élec/pompe également (encore + si récupéré sur un chariot élevateur).
Une partie des batteries de l'express (généralement c'est du 24 ou 48V les pompes electro-hydraulique) bref çà peux le faire.

Pour celui sur lequel j'avais travaillé en calculs (qui sera peut-être un peu trop rapide ici mais regarde leurs produits) tu as le moteur hydraulique-roue Char-Lynn serie 2000 par exemple qui coûte dans les 300 euros et pèse 15kg.

Et je garde l'idée du tracteur secteur comme une bonne solution car couplée à un moteur électrique central et des moteurs-roue hydraulique ce serait très fort en rapport prix/performance.

les chevaux c'est pas mal aussi ceci dit :wink:
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Message par phyvette » ven. 20 07 , 2007 17:29

vehiculeselectriques a écrit :Tu y vas fort sur le prix là :lol:
Le watt solaire revient à 5-6 euros, les 100W se paie dans les 500-600 euros désormais
600€ ........Image.......en comptant la pose , main-d'oeuvre raccordement et TVA ?? Hum !! Je vais allez dire deux mots a mon chauffagistes a propos de son devis , le fumiste , ça va lui chauffer aux oreilles .

Phyvette

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Message par pdelagrange » ven. 20 07 , 2007 18:12

Excellent cet article!

Oui, c'est vrai, le cheval, c'est bien.

La généralisation du tracteur électrique est un utopie pour le moment, certes, quand on parle de tracteurs de 250cv pour travailler dans des champs de dizaines (centaines?) d'hectares dans la Brie, mais ici le contexte est différent.

Le calcul est relativement simple: on connaît l'équivalence énergétique d'un litre de gasoil, ainsi que les rendements approximatifs des motorisations diesel et électrique, donc on peut en déduire la capacité de batterie nécessaire, et ici on arrive à 18-20kWh, ce qui n'est PAS une utopie.
C'est juste qu'on est dans un marché de niche, fluctuant et risqué, qui n'intéresse pas ceux qui s'occupent des marchés de masse: on n'arriverait sans doute pas à vendre des milliers d'exemplaires d'un tel engin. Ca ne peut que rester de l'artisanat, mais ça ne veut pas dire que c'est impossible.


Rien qu'en montant la chaîne de traction de l'express sans autres modifications, on couvrirait 80% du besoin.
yapelletier, certes, il faudrait changer la transmission, pour gagner en rendement et en place, mais je pense qu'avant de se lancer là-dedans, il faudrait essayer sans modification, même de façon maladroite et temporaire, pour valider le système et réduire les approximations.
C'est plus rapide et ça éviterait de dépenser des fortunes pour se retrouver devant un mur.

On pourrait aussi faire des mesures sur un banc style contrôle technique ou mise au point moteur, mais là il faudrait connaître des adresses, et c'est pas mon rayon.


Moteur-roue hydraulique, avec pompe accouplée au moteur électrique, ben oui, c'est un bonne idée. Faut voir la puissance supportée. A mon avis, un truc pour chariot élévateur, ça va être trop court (il nous faut 25-30cv!). Je doute un peu du rendement, quand même, ça ne doit pas être mieux qu'une transmission pas engrenages.
Mais c'est vrai qu'on va avoir un souci avec la vitesse de rotation des moteurs-roue électriques: 13 tours minute, c'est pas fait pour... :? .


On pourrait avoir une (des) photos de l'engin?

Si si, ce serait quand même des vacances pour moi (ça me changerait des ordinateurs et autres décodeurs TV). De toutes façon je passe toujours une partie de mes vacances à bricoler. En plus ces temps-ci on manque un peu de soleil ici. Ramasser les mûres, je sais faire (on a les mêmes à la maison, version sauvage), mise en bouteille j'ai déjà fait aussi, piochage des vignes, par contre, non.
Pour cet été, c'est un peu chaud: j'ai encore des travaux à faire dans la maison où j'emménage le 14 août, et je suis en vacances ce soir jusqu'au 15 août... ce serait donc pour plus tard.
(je ne sais pas pourquoi je raconte ma vie, tout le monde s'en fiche, hein?)

Pour Philippe:
D'accord pour la formule de calcul de la puissance mais je ne comprend pas où tu veux en venir
Tu sous-entendais qu'en changeant le rapport de transmission, on influait sur la force de traction et la consommation, ce qui est faux pour un moteur électrique car la puissance et le rendement sont à peu près constants; je ne t'apprends rien, n'est-ce pas?
Certes, il était 2h du mat quand tu as écris ça, he he...

Pour les panneaux solaires, je crois qu'on va avoir du mal à loger 4m². Je crois que 1m² ce sera déjà bien. Donc 100W, pas terrible (à la louche, ça ferait gagner 20 minutes d'autonomie sur 6 heures, dans de bonnes conditions).

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