Sciences de l’ingénieur étude d’un gyropode

Compte-rendu – Modélisation d’une batterie de segway

Grégoire MOREAU et Joshua BRUNOT 1ère 3

[pic 1]A.

B. + C.

[pic 2]

[pic 3]D. [pic 4]

E.   OK

F.  Caractéristiques de la batterie segway

[pic 5]

[pic 6][pic 7]

G.   Propriétés du curseur

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[pic 9]

[pic 10][pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

I. 

D’après la simulation, l’énergie consommée W vaut 408Wh.

Cela est donc conforme à la capacité de la batterie (Qbat = 5,8 Ah d’après l’énoncé)

car W = Qbat x Ubat <=> Qbat = W/V avec Ubat = 73V (ici pour une vitesse de 13km/h)

                                alors  Qbat = 408/73 ≈ 5,6 Ah[pic 15]

Cette valeur est proche de la valeur de l’énoncé (5,8Ah) avec un écart de  = 3,45%[pic 16]

J. 

La tension batterie  ne doit pas descendre en dessous de 95% de V0 (0,95*73,6 =70V).

A une tension Ubat de 70V, la simulation donne un temps d’utilisation de la batterie de 8300s/3600 = 2,3h soit 2h et 18min.  [pic 17]

Ainsi la distance parcourue correspond à d = v x t = 13km/h x 2,3h = 30km

K. 

Le constructeur annonce que l’autonomie doit permettre de couvrir une distance de 38km. Or la valeur calculée précédemment est inférieure (30km<38km). Alors la valeur du cahier des charges n’est pas respectée. Cela peut s’expliquer par les conditions d’utilisation lors des essais qui ne correspondent pas forcément aux conditions réelles : le poids du pilote léger lors des essais (en réalité, on peut ajouter le casque, les équipements…), le manque de phénomène météorologique (comme le vent ou la pluie par exemple jouant sur l’adhérence des pneus) et l’utilisation du freinage régénérateur permettant la recharge de la batterie influent sur les performances du système. De plus, le modèle est pessimiste, ce qui représente de façon dégradé la réalité (on a pris à chaque fois la résistance entière la plus faible).

Ecart relatif :  = 21%[pic 18]

L.  

Suite à la simulation, pour une autonomie à 5km/h, on a une durée d’utilisation de 11960s/3600 = 3,32h soit 3h 19min et 12s.

La distance parcourue correspond alors à

d = v x t = 5km/h x 3,32h = 16,6km[pic 19]

Les distances différent puisque la vitesse du moteur électrique est différente ce qui impacte le rendement énergétique.

M. 

Lorsque  le segway est statique et en charge, la simulation indique qu’au bout de 20940s/3600 = 5,8h soit 5h et 48min, la batterie du segway est déchargée. [pic 20]

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