Prototype d'hybride serie trés prometteur

Il leur fallait une place...la voilà !

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MusuL
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Prototype d'hybride serie trés prometteur

Message par MusuL » mar. 23 06 , 2009 13:07

Vue sur moteur nature : Le Whisper

[flash width=550 height=480]http://www.capstoneturbine.com/news/video/WPlayer.swf[/flash]source vidéo

En gros il s'agit d'une hybride de série qui au lieu, pour alimenter les batteries, d'utiliser un moteur à explosion (technologie obligatoire sur un véhicule thermique du fait de les variations de régime du véhicule) remplace celui-ci par une turbine (qui pourra tourner à régime constant sans aucun rapport avec le régime du moteur électrique) pouvant fonctionner en silence (pas d'explosion, aucun temps) avec n'importe quel type de carburant du moment qu'il y a combustion (qui a dis j'en veux une qui tourne au pellets de bois ? ^__^ )
Le gain de 50% annoncé, qu'il soit en rendement ou en poids est assez faramineux mais est loin d'être affabulé.
En effet les turbines sont des système éprouvés depuis longtemps qui sont par nature beaucoup plus efficace en ce qui concerne la conversion thermique -> électrique que les moteurs à explosion (bah oui on utilise pas de moteur 1000 soupapes dans les centrales EDF... :) )
La question est plutôt de savoir pourquoi ce genre de technique n'a pas été exploré avant ?????? O__o
En tout cas chapeau au gars qui s'est juste demandé quel pouvait être le meilleur système de conversion thermique/électrique pouvant être utilisé sur un véhicule hybride de série... (sachant le salaire moyen d'un ingénieur automobile ça laisse pensif)
Ce sont d'ailleurs pour l'instant les seuls à s'être lancé dans l'aventure et ça a plutôt l'air de leur réussir :

Bénéfices 2009 :
Capstone's backlog for the fiscal year ended March 31, 2009 was $61.5 million, an increase of 120% from the prior fiscal year and 8% from December 31, 2008.
Et heureusement que c'est la crise...

Enfin bref un projet prometteur qui espérons-le tiendra toute ses promesses dans le futur proche.

overdose
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Message par overdose » mar. 23 06 , 2009 13:37

une turbine voir les apu des avions s'est leger fiable mais goumand. sinon il y aurait des groupe electrogenes a turbine ?

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Message par Remdo » mar. 23 06 , 2009 13:43

overdose a écrit :une turbine voir les apu des avions s'est leger fiable mais goumand
:?: :?: :?:
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Message par MusuL » mar. 23 06 , 2009 14:16

D'après Wikipedia :

Code : Tout sélectionner

Le groupe auxiliaire de puissance (GAP), ou en anglais Auxiliary Power Unit (APU), désigne un groupe turbogénérateur auxiliaire destiné à produire de l'énergie à bord des avions pour permettre d'alimenter au sol les différents systèmes de bord (tension électrique, pressions pneumatique et hydraulique, climatisation) quand les moteurs sont arrêtés afin d'économiser le carburant. Il peut cependant être aussi utilisé en vol. En cas de panne d'APU (ou de GAP), il est nécessaire d'avoir recours au sol à des groupes de parc (tension électrique, pression hydraulique) et à un groupe de démarrage à air (pression pneumatique).

Un APU type à turbine à gaz pour avion de transport commercial comporte trois sections principales :
    * générateur de puissance
    * compresseur d'air
    * boîtier d'engrenages
    * génération électrique, alternateurs le plus souvent
En gros c'est normal que les APU soit gourmand étant donné qu'ils ne font pas que générer de l'électricité.

Quand aux groupes électrogènes à turbine ils existent, seulement ils sont plutôt réservé aux besoins en forte puissance car il est vrai qu'à faible régime un diesel est plus performant.
Mais dés qu'on veut une puissance plus importante les moteurs à combustions perdent en rendement et deviennent vite trop encombrants et lourds surtout quand il s'agit de les embarquer dans des véhicules (d'où l'utilisation de turbines dans les avions).
Ensuite il faut garder en mémoire que le coût de fabrication des turbines est nettement supérieur à celui d'un moteur à combustion standard et même si leur taux de panne et leur cout d'entretien sont moindre ça n'encourage pas forcement leur diffusion dans d'autre domaines.

Toujours est-il que sur un véhicule une turbine trouve toute sa place dans un besoin accru en puissance la rendant plus performante qu'un diesel pour en prime un encombrement et donc un poids réduit.
Modifié en dernier par MusuL le mar. 23 06 , 2009 14:22, modifié 1 fois.

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Message par Rémy » mar. 23 06 , 2009 14:20

D'accord avec overdose. :wink:

A puissance mécanique identique, une turbine est plus compacte, plus légère et plus fiable qu'un moteur à explosion, mais consomme plus.
En effet le rendement est de 25 à 35% (plus élevé pour les fortes puissances) , alors qu'un diesel fonctionnant à régime constant et optimal dépasse les 40%.

Ce qui ne veut pas dire que la solution n'est pas viable, en effet l'écart de rendement peut être compensé par le gain de poids sur le véhicule, après tout, le générateur est un poids mort lorsqu'on roule en mode électrique...

Reste aussi la question de l'échappement : des jets de gaz à plus de 300° (plutôt aux alentours de 500°), ce n'est pas l'idéal pour les mollets des piétons :?
L'intérêt des turbines utilisées en générateur fixe provient d'ailleurs de la possibilité de récupérer la chaleur des gaz d'échappement pour d'autres applications (turbine à vapeur, chauffage, ...).

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Message par MusuL » mar. 23 06 , 2009 14:29

Hum... sur la vidéo les baskets des gosses qui font les mariolles autour de la voiture ne semble pas avoir fondu... Où alors ils ne font pas les mariolle car leur baskets sont VRAIMENT en train de fondre ! :D

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Message par Rémy » mar. 23 06 , 2009 14:44

MusuL a écrit :Hum... sur la vidéo les baskets des gosses qui font les mariolles autour de la voiture ne semble pas avoir fondu... Où alors ils ne font pas les mariolle car leur baskets sont VRAIMENT en train de fondre ! :D
Je ne pense pas que la turbine soit en marche à ce moment là... :?:
MusuL a écrit :Toujours est-il que sur un véhicule une turbine trouve toute sa place dans un besoin accru en puissance la rendant plus performante qu'un diesel
Le rendement de la turbine ne dépasse celui du diesel que pour des puissances largement supérieures à 1MW :roll:

En ce qui concerne le gain de 50% annoncé, il semble que ce soit un gain en consommation, or il s'agit d'un hybride plug-in pour lesquels le protocole de mesure de la consommation est mal défini. ( Je peux annoncer un gain de 100% de consommation si je n'allume pas la turbine et que je reste dans l'autonomie de la batterie :lol: )

Bref, a mon avis, un prototype intéressant (surtout pour le gain de poids du générateur), mais pas encore LA solution (surtout si le prix est encore plus élevé qu'un hybride plug_in "normal").

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Message par Remdo » mar. 23 06 , 2009 14:46

Rémy a écrit : (surtout si le prix est encore plus élevé qu'un hybride plug_in "normal").
Si tu écoutes bien la bande son, le prix est annoncé comme équivalent du thermique, mais ce n'est qu'une annonce :wink:
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Message par Rémy » mar. 23 06 , 2009 15:01

Remdo a écrit :Si tu écoutes bien la bande son, le prix est annoncé comme équivalent du thermique, mais ce n'est qu'une annonce :wink:
J'ai pas le son au boulot :cry:

Mais Moteur Nature rappelle bien dans son article : Une turbine est plus chère qu'un moteur essence...

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Message par MusuL » mar. 23 06 , 2009 15:02

En effet j'ai pas réfléchis que dans tout les cas la puissance à fournir ne serait de toute manière pas supérieure à celle d'un diesel dans les même conditions d'utilisation à savoir entrainer l'alternateur pour faire avancer la voiture ce qui ne demande pas non plus 1 megawatt ^^;

N'empêche que même si c'est plus cher et moins performant qu'un diesel on doit surement y gagner en coût et pertes sur l'arbre de transmission (pas de conversion linéaire -> rotatif vu qu'on est déjà en rotatif) ou alors je me fourvoie encore et le rendement annoncé plus haut comprenait la partie transmission ? Et je ne parle pas de la quasi absence d'un système de lubrification ou de refroidissement obligatoires sur un moteur à pistons.

Toujours est-il que si la voiture laissait s'échapper des gazs de plusieurs centaines de degrés l'herbe aurait au moins dû roussir lorsqu'ils la garent ou alors c'est de l'herbe chinoise importée des JO (à comprendre de l'herbe peinte en vert :) )

PS : moteur nature dis n'avoir aucun chiffre à communiquer mais on peut quand même télécharger les Specifications de la microturbine C30 embarqué sur le prototype. On y apprend notamment que pour du triphasé 400VA à 50A le rendement de conversion énergie fossile -> production électrique est de 25% pour un poids de 400kg (la version standalone comprend évidemment son alternateur et son transfo). Reste à trouver un groupe électrogène diesel équivalent pour pouvoir faire un comparatif

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Message par bonsai » mar. 23 06 , 2009 20:34

en plus on entends pas le bruit du moulin. Attention les oreilles, une turbine n'est pas l'idèal pour passer discrètement en ville. Sinon, ça pourrait petre rigolo sur l'autoroute
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Message par pdelagrange » mer. 24 06 , 2009 0:48

Il y a déjà eu plusieurs expériences de turbine pour faire un hybride série, dont une par Renault ou PSA, je ne sais plus; on en a parlé ici.

Je pense que c'est une bonne idée, mais avec une turbine plus performante (meilleur rendement), et silencieuse. Bref ce serait sans doute plus gros qu'un bon vieux moteur à explosion, mais comme ça tourne très vite, l'alternateur pourrait être minuscule?

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Message par Rémy » mer. 24 06 , 2009 9:44

MusuL a écrit :Toujours est-il que si la voiture laissait s'échapper des gazs de plusieurs centaines de degrés l'herbe aurait au moins dû roussir lorsqu'ils la garent
Sauf si la turbine est arrêtée : puisque c'est un hybride plug-in, on peut très bien arrêter le générateur plusieurs minutes avant d'arriver.
Le problème se posera le jour où, batterie vide, il faudra démarrer le générateur en ville dans un bouchon :evil:

Dans les spécifications de la turbine, on trouve aussi : Température des gaz d'échappement : 275 ° ...
MusuL a écrit :la microturbine C30 embarqué sur le prototype
...
le rendement de conversion énergie fossile -> production électrique est de 25% pour un poids de 400kg
...
Reste à trouver un groupe électrogène diesel équivalent pour pouvoir faire un comparatif
Eh bien, un groupe diesel comme celui-ci d'une puissance de 31 kW consomme 5,7 l/h à 75% de puissance, donc un rendement de ( 31*0.75 ) / ( 5.7*9.8 ) = 41% (valeur énergétique du gasoil : 9,8 kWh/litre)
Evidemment, le poids n'a rien à voir (1000 kg) :wink:
pdelagrange a écrit :mais comme ça tourne très vite, l'alternateur pourrait être minuscule?
Oui, ce qui participe à la réduction de poids.
Comme je le disais, même si le rendement du générateur est moins bon qu'un générateur diesel, en diminuant le poids de la voiture, on diminue aussi sa consommation et au final, le rendement de la voiture est peut-être meilleur ?
D'autant qu'un hybride plug-in plus léger aura une autonomie électrique supérieure et utilisera donc moins son générateur pour un même trajet.

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Message par pdelagrange » mer. 24 06 , 2009 11:35

Oui enfin bon 400Kg de turbine, c'est déjà beaucoup trop: si on remplaçait ça par de la batterie, on irait très loin...
Le range extender du kangoo, avec alternateur et tout, il pèse combien?

Je viens de voir le niveau de bruit: 65dBA à 10m! Gloups.

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Message par Rémy » mer. 24 06 , 2009 13:47

pdelagrange a écrit :Oui enfin bon 400Kg de turbine, c'est déjà beaucoup trop: si on remplaçait ça par de la batterie, on irait très loin...
400 kg, c'est la version "générateur industriel", je suppose que dans une voiture, c'est moins.
pdelagrange a écrit :si on remplaçait ça par de la batterie, on irait très loin...
Oui, mais pas aussi loin qu'avec un système qui peut fournir 30 kW en continu tant qu'il y a du carburant...
pdelagrange a écrit :Le range extender du kangoo, avec alternateur et tout, il pèse combien?
Le poids "sec" du moteur est de 52 kg.
Si on y ajoute l'huile et le liquide de refroidissement, on doit atteindre les 60 kg.
Les alternateurs doivent peser 10 kg chacun :?:
Avec le radiateur, les fixations, ... on doit approcher des 100 kg pour un générateur de 11 kW.

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