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Volvo Cars : Le volant cinétique s'invite dans les voitures
  
Après avoir réalisé des tests poussés sur route d'une technologie 'kinetic flywheel' (ou volant cinétique), la firme Volvo Car a publié des résultats appuyant cette solution comme étant "légère, économique et très éco-efficiente".

"Les tests complets de ce système expérimental pour la récupération de l'énergie cinétique ont été réalisés en 2012. Les résultats montrent que cette technologie combinée avec un moteur turbo 4 cylindres a le potentiel de réduire jusqu'à 25% la consommation de carburant par rapport à un 6 cylindres turbo pour un niveau de performance comparable", a précisé Derek Crabb, Vice-Président de la branche Ingénierie Mécanique chez Volvo Car Group.

Concrètement, cette technologie délivre au conducteur une puissance supplémentaire de 80 CV, lui donnant un pouvoir d'accélérateur inédit pour une voiture de 4 cylindres.

Le système expérimental, appelé volant KERS** (système de récupération d'énergie cinétique), est monté sur l'essieu arrière. Lors d'une phase de décélération, l'énergie au freinage entraîne un volant qui tourne alors jusqu'à 60.000 tours par minute. Quand le véhicule ralenti, la rotation du volant cinétique est transmise aux roues arrières par l'intermédiaire d'une transmission spécialement conçue.

Volvo Cars : Le volant cinétique s'invite dans les voitures


Le moteur à combustion qui entraîne les roues avant est coupé dès que la phase de freinage débute. L'énergie stockée dans le volant d'inertie peut ensuite être utilisée dans une phase d'accélération, lors d'un redémarrage ou une fois la vitesse de croisière atteinte.

"L'énergie ainsi stockée est suffisante pour alimenter la voiture sur de courtes périodes. Cela a un impact majeur sur la consommation de carburant. Nos calculs indiquent qu'il sera possible de stopper le moteur à combustion pendant environ la moitié du temps, en accord avec le nouveau cycle européen de conduite", a expliqué Derek Crabb.

Le volant cinétique activé par freinage et doté d'une durée limitée de stockage d'énergie - c'est-à-dire le laps de temps pendant lequel le volant tourne -, s'est avéré être le plus efficace en conduite avec des arrêts et des démarrages répétés. En d'autres termes, les économies de carburant seront d'autant plus importantes en mode trafic urbain, avec une conduite active.

Volvo Cars : Le volant cinétique s'invite dans les voitures

Si le volant cinétique est combiné avec le moteur à combustion, alors le système sera en mesure de fournir à la voiture un apport de 80 CV, et, grâce au couple rapide, cela se traduira par une accélération rapide. La voiture expérimentale, une Volvo S60, a accélèré de 0 à 100 km/h en 5,5 secondes.

Déjà dans les années 1980, un volant du même type conçu en acier avait été testé dans une Volvo 260. Toutefois, ce prototype en acier du fait de ses dimensions et de son poids, possédait une capacité rotative assez limitée. Cette option n'étant pas viable, le volant d'inertie est resté dans les cartons.

Aujourd'hui, le volant d'inertie utilisé dans le système expérimental est fabriqué en fibre de carbone. Il pèse environ 6 kilogrammes et possède un diamètre de 20 centimètres. La roue tourne dans le vide afin de minimiser les pertes d'énergie qui seraient engendrées par les frottements.

"Nous sommes le premier fabricant à appliquer cette technologie à l'essieu arrière d'un véhicule équipé d'un moteur à combustion entraînant les roues avant. L'étape suivante après avoir finalisé ces tests avec succès sera d'évaluer comment elle pourra être mise en œuvre dans nos modèles de voiture à venir", a conclu Derek Crabb.

** KERS (Kinetic Energy Recovery System)

[ Illustration article ]

 Lu 3425 fois 
 Publié le 26/04/2013 à 08:00 
© Enerzine.com
 
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Pas naïf


Invité



le 26-04-2013 09:37:40

0.08kwh en réserve
selon les chiffres donnés (6Kg, 20cm et 1000 t/sec). Soit au max 700m de trajet en plat vitesse constante. Je trouve donc un peu exagérée l'annonce de "couper le moteur thermique 50% du temps". Il doit y avoir erreur de traduction.

Cependant, ils devraient investir l'économie de poids (dûe au moteur 4 cylindres au lieu de 6) dans la masse du volant, gardant la mécanique de tranfert inchangée. On devrait largement dépasser les 50% et atteindre 10km d'autonomie normale.

De plus, pour les conducteurs peu préssés et économes, des parkings spéciaux de recharge électrique par induction (sans contact physique) en 5 minutes - le temps de téléphoner - augmenteraient l'économie d'essence.

Bren


Invité



le 26-04-2013 09:37:40

Petit calcul
Avec les données indiquées, on a une énergie cinétique stockée d'environ 1 MJ, soit 0.3 kWh. Avec un moteur de 50 kW (67 ch), ça donne 20 seconde d'autonomie, moteur coupé.

Pas négligeable

energiestr


Membre
depuis le 07-03-2012
le 26-04-2013 09:40:00

Intéressant
Ce système ressemble beaucoup aux goupes électrogènes hybrides que nous développons chez Energiestro. Le choix du carbone pour stocker l'énergie est obligatoire dans un véhicule car l'acier est trop lourd, mais le prix va être un gros problème pour Volvo. La technologie à air comprimé de PSA me semble plus économique.

Patrick1948


Invité



le 26-04-2013 09:48:19

Volvo cars : le volant cinétique s'invite

L’intérêt de ce système où même celui de PSA comme il est dit dans l’article c’est,

« en conduite avec des arrêts et des démarrages répétés » traduction, en milieu urbain.
Pourquoi développer encore une telle technologie, alors qu’il suffit de se déplacer tout simplement en ‘scooter’ pour réduire au minimum par 2 les arrêts et les démarrages répétés.

Un 2RM met au minimum 2 fois moins de temps qu’une voiture pour effectuer un trajet.

2 fois moins ont été ces phases d’arrêts et ses ralentis.

Le futur progrès c’est l’évolution de ces 2RM en Ultra Mobile Etroit Inclinable Carrossé. UMEIC. L’innovation consiste à voir comme tout le monde et à réfléchir comme personne. En multipliant ce type de véhicule en ville tout en supprimant mathématiquement le même nombre de voiture classique, autour de 50%, la circulation devient fluide réduisant du même coup les arrêts et les démarrages répétés.

Donc, encore une mauvaise réponse aux problèmes énergétiques, couper la voiture en quatre est une meilleure solution.

Bren


Invité



le 26-04-2013 10:12:32

@ pas naïf
Si tu peux détailler ton calcul...Je n'ai pas le même ordre de grandeur...

Ec = 1/2.J.Omega¨2

J= 0.05 kg.m^2 (cylindre creux de rayon 10 cm et de 6 kg)

omega=6283 rd/s

energiestr


Membre
depuis le 07-03-2012
le 26-04-2013 10:22:05

Pour pas naïf et bren
Pas naïf s'est bien trompé dans son calcul ! Bren a raison avec une énergie de 1 MJ. Mais le calcul doit se faire sur l'énergie, pas sur la puissance : le volant est capable d'emmener une voiture de 1500 kg à 140 km/h ! (En théorie, je ne tiens pas compte des pertes.)

En pratique, en ville pour aller d'un feu à un autre à 50 km/h maxi, cette technologie doit effectivement être intéressante pour réduire la consommation.

En revanche on ne peut pas obtenir une meilleure autonomie avec un volant qu'avec une batterie, car sa densité d'énergie est inférieure.

Stephsea


Invité



le 26-04-2013 11:31:34

Mécanique vs electrique
Je perçois (de loin) une grande complexité mécanique dans ce système, donc du poids et des pannes. De plus, la motricité est redistribuée aux roues arrières si je comprend bien, ce qui pose encore des problèmes assez complexes et imprévisibles (equilible, usure, tenue de route) sur une voiture essentiellement de type traction.

Je dois dire que je ne comprends pas exactement comment l'énergie accumulée est rendue. Quel mécansime (et automatisme) permet d'embrayer le volant, et d'en gérer le couple?

Il me semble, a priori, que le stockage électrique est plus simple, mais peut être beaucop moins bon en rendement global aussi.

On utilise maintenant de système de charge ultra rapide avec des condensateurs spéciaux. Ce type de stockage est maintenat viable indutriellement, prochainement en usage pour un petit "bac" à Lorient. Il se recharge en quelques minutes à chaque arrêt pour se décharger immédiatement pendant le trajet. Le nombre de cycles est très important, largement supérieur à ce que permettrait une batterie. Le débit en charge et décharge est théoriquement très élevé.

C'est donc typiquement un excellent moyen d'accumuler de l'énergie de freinage... plus léger et plus simple en restitution que le flywheel?

climax1891


Membre
depuis le 19-02-2012
le 26-04-2013 11:53:17

http://img15.hostingpics.net/pics/883716gyrobus2006.jpg

Petit souvenir : Le Gyrobus.

Dans les années 50, cet autobus pouvait parcourir quelques kilomètres avec l'énergie stockée dans une roue de 1,5 tonne.

Ensuite, la recharge avait lieu à chaque arrêt avec une sorte de caténaire.

Source
Gyrobus
http://www.travys.ch/index.php?id=200&a … mp;lang=FR

michel123


Membre
depuis le 13-10-2009
le 26-04-2013 13:15:19

6kg c'est trés léger
cela tient au fait que l'énergie augmente avec la carré de la vitesse de rotation
autrement dit en passant de 20000 t/mn( anciens systèmes kert) à 60000 t/nm,  l'énergie  accumulée a bondi d'un facteur neuf.
Pour peu que l'on multiplie par deux ou trois  la longueur du cylindre on peut augmenter d'autant l'énergie récupèrée.
Le système a un excellent rendement  et semble plus simple à mettre en oeuvre que le système à air comprimé(deux bouteilles d'azote sous pression + circuit hydrolique + moteur hydrolique) de PSA pour l'accumulation de l'énergie de freinage.
Pour peu que l'on mette des panneaux solaires (500W) sur la carrosserie avec un petit moteur électrique pour  recharger le système au repos (k.e.r.t. ou air comprimé) , on pourra faire  deux ou trois kilomètres gratis aprés une pause d'une heure au soleil ( si l'on sait qu'une voiture électrique dépense à peu prés 10kw/h au 100 km avec 0,5 KW/h nous faisons donc théoriquement 5 km, mais avec les pertes..)

Bruno lalouette


Invité



le 26-04-2013 16:51:44

Bravo volvo!
Je crois bien que l'autonomie maximale du gyrobus était de 60km...



L'intérêt est d'associer ce volant d'inertie avec le moteur MCE-5, l'on pourra alors envisager le 45% d'économie... Au biogaz!

Je ne sais pas faire les calculs, mais Volvo était muet depuis un certain temps sur cette technique...

A mon avis, les ingénieurs ont dû justement bien calculer et soupeser leur coup avant de faire une annonce!

Sicetaitsimple


Invité



le 26-04-2013 21:21:40

Merci à climax
pour ses rappels historiques toujours interessants.

En tous les cas , le transport automobile contribuant à environ 1/3 de la consommation d'énergie (en France) et étant quasiment à 100%  importée et carbonée, on peut se réjouir des annonces diverses  dans le secteur.

Alors, du VE par batteries, du volant d'inertie type Volvo, du pneumatique style Peugeot, de l'hybride rechargeable, de l'hydrogène?

Tout celà est passionnant, que le et certainement les car les systèmes ne sont pas incompatibles meilleurs gagnent.

Je remarque juste que dans tous les cas ou presque l'electricité est au moins en accompagnement.

Le jour où Négawatt et consorts  auront compris que la solution c'est plus d''electricité et non pas moins d'électricité, on aura fait un grand pas....

Sicetaitsimple


Invité



le 26-04-2013 22:18:49

Complement
Je signale juste que les associations " Negawatt style "en Allemagne ou au Danemark ont déjà largement franchit le pas....en comprenant bien que le potentiel des "nouveaux" renouvelables passait par le vecteur electricté.

Bref, on peut être ringard avant même d'avoir réellement existé...

chelya


Membre
depuis le 29-04-2009
le 27-04-2013 02:13:17

le danemark compte plus sur le biométhane et le P2G pour le transport que sur la voiture électrique...

Sicetaitsimple


Invité



le 27-04-2013 10:02:18

à chelya
Le P2G, ça ne passe pas par l'electricité? Vous me surprenez!

chelya


Membre
depuis le 29-04-2009
le 27-04-2013 15:10:46

Non, le P2G est beaucoup plus lié aux bioraffineries qui sont à coté qu'à l'électrolyse... L'O2 est limite plus important que le H2 d'ailleurs.

Sicetaitsimple


Invité



le 27-04-2013 15:13:08

Ah bon...
Bon, pour faire du P2G ( Power to gas, de l'électricité au gaz"), avoir de l'electricité n'est pas très important....

Et pour faire du CH4 (methane, du gaz) il est plus important d'avoir de l'O2 que de l'H2.

Vous me surprendrez toujours!

Lionel_fr


Invité



le 27-04-2013 18:06:25

@6ct
Salut chelya !

Effectivement je crois que le lithium est réellement un plus comme composant mais pas "organe vital" d'un véhicule mais bcp de gens l'ont déjà dit ici et ailleurs , le business auto electrique à la française est un quasi flop faute de PSYCHOLOGIE et non pas faute d'opportunités.

D'après ce que j'ai lu, le P2G est associé aux digesteurs qui valorisent leur exces de CO2 en l'injectant dans un réacteur de Sabatier avec de l'hydrogène d'électrolyse. Le "déchet" de l'opération est désormais l'oxygène pur qui , comme chacun sait , a une grande valeur industrielle

Suis je sur le bon thread ?    Dans une logique que je dirais "pas-française-pour-deux-ronds" , càd germanique , les digesteurs sont déjà implantés un peu partout et leur business model s'accorde parfaitement à la production d'e-gas de Sabatier et la valorisation de l'O2.

C'est surtout cette synergie qui dimensionne ce marché à priori , mais les français ne fonctionne que "toutes choses égales par ailleurs" et sont allergiques aux synergies de toutes sortes ainsi qu'aux gains de productivité. Ils confondent cela avec du licenciement boursier :

"produire plus avec autant de personnel"

est strictement équivalent selon la CGT à

"produire autant avec moins de personnel"

Donc , selon les syndicats qui nous parlent à la TV : on peut être un salaud dde patron licencieur même si on ne vire personne : il suffit pour cela d'améliorer la productivité sans embaucher...   

J'ai mis 40ans à comprendre comment fonctionne le cerveau d'un cégétiste

Sicetaitsimple


Invité



le 27-04-2013 19:16:23

Un bilan!
Il n'y a pas un petit jeune qui peut nous faire un bilan avec un logiciel de génie des procédés et une petite ACV ( analyse de cycle de vie) en plus?

Je résume:

- on fait pousser du mais avec tracteurs alimentés au biométhane  (de l'usine ci-après) et des engrais également "bio".

- on colle le mais dans un digesteur pour obtenir du méthane, du CO2 et des cochonneries

- on sépare tout ça, le méthane est (au moins partiellement) brulé dans un moteur pour alimenter l'usine en electricité et a minima chauffer le digesteur.

- mais avec l'electricité qui reste , on fait de l'H2! dans un electrolyseur

-et cet H2 est lui-même combiné avec le CO2 produit plus haut, pour faire à nouveau du CH4!

- il n'y a plus qu'à comprimer ce CH4 (encore de l'electricité) pour l'envoyer sur le réseau.

- n'oublions pas de transporter le digestat au champ, encore avec des tracteurs au biométhane.

YAPLUSKA faire le bilan!

Euh, à mon avis, il est plus simple et beaucoup plus efficace de couvrir le champ de mais de panneaux PV, même chinois!

Lionel_fr


Invité



le 27-04-2013 19:47:52

Hiatus sur bilan de koi par ki..
Le bilan logiciel ne fonctionnera que s'il est étalonné avec plusieurs véritables installations. J'ajouterais que le seul bilan valable actuellement serait publié par une bio-raffinerie avec du vrai hardware fonctionnel bien dur

Dans votre résumé , je ne vois pas de PV ni d'éolien , je vous sais pourtant sensible aux questions de réseau et en conséquence plutôt favorable à une transformation sur place de l'électricité plutôt que son transport systématique ..

Les bioraffineries ne sont pas des "sites isolés" à ma connaissance , ils peuvent donc transformer l'electricité réseau en (quelque chose d'autre) à l'instar de n'importe quelle petite industrie

Si j'étais un bioraffineur actif, il ne me faudrait pas très lontemps pour réaliser que le méthane , énergie de stock , n'a pas besoin d'être brulé en période de surproduction éolienne ou solaire

Dans ce cas , on a bien une conversion de quantités importantes d'électricité éolienne en CH4 qui va abonder le réseau gazier - l'electricité ne sera donc pas transportée par le réseau THT et toc ! un souci de moins !

VPoutine vendra quelques m3 de gaz en moins ..  mais je ne m'inquiète pas pour son loyer

Quant au gaz , ben il sera systématiquement injecté plutôt que stocké ce qui ne facilita pas le bilan puisque on passe du modèle "site isolé" de votre exemple , à un modèle full duplex très germanique et probablement irréalisable en France sans marier sa fille à un délégué cgt, et encore..

Sicetaitsimple


Invité



le 27-04-2013 20:18:59

à lionel: hiatus
Pas d'affolement, je n'ai effectivement considéré que les aspects "bilan énergétique " du système, l'energie qui rentre et celle qui sort.

Mais bon, c'est quand même la base, non?

Ou alors c'est les shadoks...

Un systême énergétique peut avoir un très mauvais rendement, ce n'est pas forcément gravissime si l'énergie entrante ( le vent, le soleil dans le cas présent, ou l'uranium dans un autre cas...) ont un coût nul ou très faible.

Ceci dit, le champ ( de mais) recouvert de panneaux PV est certainement beaucoup plus efficient ( économiquement) que le schéma décrit.

Mais je reconnais que ça peut ne pas faire plaisir à la CGT, je vous retourne le compliment!

chelya


Membre
depuis le 29-04-2009
le 29-04-2013 16:36:18

@lionel_fr : l'étape qui vous manque c'est la gazéification de la biomasse qui demande de l'O2.
@sicetaitsimple : les gazogènes qui produisaient du gaz de ville pendant les années 50 n'étaient pas moins compliqué à exploiter et entretenir.. et c'est d'ailleurs moins complexe que toute la chaine qui est nécessaire pour ramener du gaz naturel du Qatar en méthanier...
@ sicetaitsimple (bis) : vous faites comment pour avoir de la pétrochimie sans pétrole ? Vous en faites plus ?

gp


Membre
depuis le 04-11-2008
le 29-04-2013 17:38:14

Limite pathétique...
après avoir fait grossir les voitures de + 50% en moins de 20 ans et augmenter la puissance de + 80% sur la même période, on ose nous présenter un dispositif pour récupérer l'énergie cinétique des véhicules jusqu'ici perdue dans les freins.

Le bilan carbone de tout ça, C qu'une fois encore, il aurait été bien plus utile de résoudre le pb à la source, en favorisant la sobriété (poids contenu, puissance continue, et système hybride invitant à une conduite douce et apaisée plutôt que turbo diesel inutilement surpuissant qui accélére bcp trop fort par rapport au besoin) plutôt qu'en déployant de la techno à gogo qui n'a aucun intérêt dans un petit véhicule éco-conduit.

Encore un truc complétement inutile qui n'aura aucun impact pour vraiment sortir du tout pétrole...

CQFD

Sicetaitsimple


Invité



le 29-04-2013 20:41:31

à chelya
Ce qui est remarquable avec vous, c'est l'infini que constitue la biomasse....

Sauf qu'un coup c'est en digesteurs, l'autre c'est en gazéification, le 3eme c'est en combustion directe, le 4eme c'est en biocarburants, j'en oublie certainement et pourtant il faudra bien continuer à nourrir les populations.On ne peut pas vendre des surfaces agricoles ou non agricoles 4 fois...

D'ailleurs l'aimerais avoir votre avis sur:

"Euh, à mon avis, il est plus simple et beaucoup plus efficace de couvrir le champ de mais de panneaux PV, même chinois!"

Sicetaitsimple


Invité



le 29-04-2013 21:24:48

à gp
D'accord avec vous sur l'exemple Volvo  qui donne plutôt dans le haut de gamme cher, puissant  et lourd, mais je ne vois vraiment pas pourquoi  le principe de récupération de l'energie cinétique au freinage devrait être négligé, même sur un véhicule plutôt léger et économe?

Après c'est effectivement un problème économique, mais je pense que les avancées technologiques sont souvent tirées par les produits de haut de gamme avant d'être démocratisés, non?

Le KERS,c'est apparu en F1 il y a plus de 5 ans si mes souvenirs sont exacts....

gp


Membre
depuis le 04-11-2008
le 30-04-2013 10:43:32

[ pour sicetaitsimple ]
l'idée de récupérer l'énergie au freinage tel que le fait déjà un full hybride ou un électrique n'est absolument pas à négliger, même pour un petit véhicule.

Ce qui est très critiquable ici, C le fait d'avoir recours à une techno développée pour la F1 qui n'est intéressante que pour stocker une grande quantité d'énergie en un court laps de temps = utile uniquement si véhicule très lourd et/ou décélérant très brutalement => donc inutile 95% du temps dans la vraie vie puisque la récupération d'énergie au freinage est surtout pertinente en milieu urbain, précisément là où les véhicules lourds et/ou très puissants n'ont rien à y faire!

Pour les quadricycles urbains qui peupleront les grandes villes du XXIème siècle, la récupération d'énergie via la regénération au freinage est suffisante.

Pour les bus urbains en revanche, là oui Volvo serait bien inspiré de s'y intéresser...

 
  
 
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