Post on 06-Aug-2015
description
Présentation du support du concours général et d’une séquence pédagogique :
la F-City.
Le concours général électrotechnique 2010 :
• 160 candidats à l’écrit (sujet de
6h)
• 10 candidats retenus pour la
pratique (3 TPs de 2h)
Présentation de la Fcity
· Les "marchés flotte" (loueurs, véhicules de remplacement ... )
· Les nouveaux marchés de "l'Auto-partage" (véhicule en libre-service)
· Les entreprises (distribution postale, livraisons, taxis de proximité... ).
Le Concept Fcity :
Associé au concept Vu Log qui permet de localiser en
permanence le véhicule
Grâce à son portable, au système de réservation via un identifiant et un mot de passe. Le système Vu Log indique aussitôt à l’utilisateur, l’emplacement du véhicule libre le plus proche.
Le Concept Fcity :
Ensuite l’utilisateur valide sa prise en charge du véhicule en
passant sa carte devant le lecteur embarqué
Il peut effectuer sa course et, après, libérer le véhicule..
Le Concept Fcity :
Les points forts de l’association Vu Log / F-City :
• Pas de station de prise en charge des
véhicules
• Géo localisation en temps réel des véhicules
• Diagnostic en temps réel des véhicules, dont
l’état de charge de la batterie
Le Concept Fcity : partenaires du projet
Ingénierie électronique & électrotechnique
Maîtrise d’œuvre automobile :
Ergonomie & ingénierie mécanique
Définition style & industrialisation
carrosserie
Modélisation & prototypage virtuel
Le Concept Fcity : fournisseurs du projet
Maîtrise d’œuvre automobile :
Liaisons au sol :Définition LAS et Pneumatique :
MICHELIN (F)Pivots / tambour : COMEX (I)
Direction : PSA (F)
Electricité / électronique :Faisceau : Eurocade (F)Ecran : Wachendorff (D)Auto partage : Vu Log
Batteries : Saft (F)Haut de colonne : PSA (F)
Châssis / Carrosserie : Tôlerie / ferrage : FCAM (F)
Fixations Rack : Lisi Automotive (F)Cabine : Démarais (F)Sièges : Lecorney (F)
Mécanique :Réducteur : Comex (I)
GMP thermique : Peugeot Motocycles (F)
La Fcity : cahier des charges
- Répondant à la réglementation L7E (quadricycle lourd, puissance maximum 15 kW, requiert le permis B1)
- Véhicule compact (L x l x h : 2.5 x 1.6 x 1.6 m)
- Autonomie de 80 à 100 km selon le profil de mission
- Masse maximum 400 kg (hors batterie)
- Capacité au décollage en côte : maximum 14%
-Vitesse max : 65 km/h sur le plat
La Fcity : spécifications techniques
Batterie de
traction
Chaîne de traction
Convertisseur
Moteur électrique
Equipement de servitude
Batterie de
servitude
Equipements
Confort, sécurité
Secteur
Chargeur
Générateur
et
/ou
Equipement de traction
Synoptique d’un Véhicule à Motorisation Electrique (VME)
La Fcity : spécifications techniques
Groupe moto propulseur
- Un moteur électrique asynchrone triphasé 6.5 kW nominal 10 kW- 45 Nm 304 A en pointe
- Un pilotage moteur via un régulateur Sevcon
- Un calculateur de contrôle UCVE
- Un réducteur en prise directe COMEX rapport 9.91
La Fcity : spécifications techniques Groupe moto propulseur
La Fcity : spécifications techniques
Rack batterie
D’une masse de 270 kg, il est fixé en 4 points à la structure et participe à la rigidité du véhicule
12 modules 6V - Le BMS : gestion du rack- 2 modules chargeur- Un échangeur air / eau + ventilation + circuit de refroidissement- 2 sondes de T° batterie (E/S) + 1 sonde de T° air- Connecteur 230V pour la recharge- Connecteur 72V de traction- Relais de sécurité
La Fcity : UCVE
- le calculateur Vu log
- un écran couleur multifonctions tactile EMF
- un réseau CAN (UCVE / BMS / SEVCON / EMF)
- les fonctions GMP
- les fonctions rack batterie ECU
- les fonctions de condamnation centralisée
- les fonctions lève vitre électrique
La Fcity : UCVE
Dimensionnement du rack batterie
Modélisation énergétique du besoin véhicule
Définition stockage énergie F-City :
Définition de parcours urbains types
Comparaison des différentes technologies de batterie
autonomie 80/100 km
C.1 Calcul de l’énergie embarquée
Dimensionnement du rack batterie
Ex : parcours dans Montbéliard de 10,6 km en 23 min.
Masse du véhicule hors batterie : 400 kg
Puissance maximale batterie : 24 kW
Profondeur de décharge : 80 %
Puissance moyenne accessoires (feux, chauffage, essuie glace,..) suivant utilisation : 250 W
Autonomie souhaitée : 100 km
Tension du rack : 72V DC
C.1 Calcul de l’énergie embarquée
Dimensionnement du rack batterie
Ex : parcours dans Montbéliard de 10,6 km en 23 min.
C.1 Calcul de l’énergie embarquée
Dimensionnement du rack batterieC.1 Calcul de l’énergie embarquée
Dimensionnement du rack batterie
0,37 0,812,38
8,21
23,74
42,5
14,63
6,14
1,1 0,120
10
20
30
40
50
-38,96 -31,16 -23,37 -15,58 -7,79 4,62 9,24 13,86 18,48 23,1
Puissance
Distribution de puissance au niveau de l’essieu.
C.1 Calcul de l’énergie embarquée
Dimensionnement du rack batterie
Calcul de l’énergie nécessaire pour effectuer le parcours.
Wbat1= 2,57 * 23/60 = 0,985 kWh
Calcul de l’énergie totale (accessoire + autonomie) nécessaire pour effectuer le parcours.
Wt= 10,19 kWh
Pour des raisons de garantie « constructeur », on tolère une profondeur de décharge de 80%, calculer l’énergie Wrack du rack batterie
Wrack= 12,74 kWh
C.1 Calcul de l’énergie embarquée
Dimensionnement du rack batterie
la puissance spécifique (W/kg) et l’énergie spécifique (J/kg).
C.2 Choix de la technologie du rack batterie
Dimensionnement du rack batterie
Ws= (14400 * 3600) / 300 = 172 800 J/Kg Ps = 24000 / 300 = 80 W/Kg
+
C.2 Choix de la technologie du rack batterie
Dimensionnement du rack batterie
On s’oriente vers une technologie Ni-Mh, à l’aide de la documentation constructeur « Saft » , préciser la référence d’un module et indiquer le nombre à utiliser.
C.2 Choix de la technologie du rack batterie
Dimensionnement du rack batterieC.3 Etude économique
Sachant que l’énergie électrique consommée par le véhicule pour une autonomie de 100 km est de 10,2 kWh, calculer le coût de l’énergie avec un prix du kWh égal à 11c€.
Coût = 1,12 €
Etant donné qu’un véhicule urbain à moteur diesel consomme en moyenne 5l/100 et que le prix du carburant diesel est environ 1,10 €/litre, calculer le coût pour l’autonomie souhaitée puis comparer votre résultat à la question précédente
Coût de la voiture diesel = 5,5 €
Dimensionnement du rack batterieC.3 Etude économique
Le constructeur souhaite proposer plusieurs versions afin de diversifier sa clientèle.On vous donne ci-dessous les caractéristiques de batterie de différentes technologies.(On conserve l’autonomie de 100 km avec une énergie embarquée de 14,4 kWh).
Calculer la masse des batteries pour les 3 cas. Pb acide : m = 410 kg
Ni-MH : m = 240 kg
Li-Ion : m = 130 kg
Dimensionnement du rack batterieC.3 Etude économique
La solution économique retenue par le constructeur est la technologie Pb-acide. Quelles seront les incidences de ce choix par rapport au cahier des charges du véhicule .
Masse totale avec batterie NiMh : 640 kg 100 km autonomie
Masse totale avec batterie Pb : 810 kg 79 km autonomie (même parcours, mêmes conditions)
Ça coûte moins cher que le NiMh mais l’autonomie diminue du fait de l’augmentation de masse.
Essais Fcity
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