Combien pèse un moteur à combustion interne dans une voiture et 300 kg de batteries sont-ils vraiment beaucoup plus ? [NOUS CROYONS]

Récemment, nous avons entendu l'opinion selon laquelle les véhicules à combustion interne ou les hybrides rechargeables utilisent l'énergie plus efficacement parce que "les moteurs pèsent 100 kg et la batterie d'une voiture électrique pèse 300 kg". En d'autres termes : cela n'a aucun sens de transporter une énorme batterie, l'idéal est un ensemble dans un hybride rechargeable. C'est pourquoi nous avons décidé de vérifier le poids d'un moteur à combustion interne et de calculer si le poids de la batterie est vraiment un tel problème.

table des matières

• Poids du moteur à combustion interne par rapport au poids de la batterie
  • Combien pèse un moteur à combustion interne ?
    • Peut-être mieux dans les hybrides rechargeables ? Qu'en est-il de la Chevrolet Volt / Opel Ampera ?
    • Et qu'en est-il de l'option minimale, par exemple la BMW i3 REx ?

Commençons par répondre à une question qui peut sembler évidente : pourquoi considère-t-on la batterie elle-même, si le véhicule électrique dispose également d'un onduleur ou d'un moteur ? Nous répondons : d'abord parce qu'il a été formulé de cette façon 🙂 Mais aussi parce que la batterie représente une part importante de la masse de l'ensemble de la propulsion électrique.

Et maintenant les chiffres : la batterie Renault Zoe ZE 40 d'une capacité utile de 41 kWh pèse 300 kilogrammes (une source). La Nissan Leaf est très similaire. Environ 60 à 65 % du poids de cette conception est constitué de cellules, nous pouvons donc soit 1) augmenter leur densité (et la capacité de la batterie) avec une légère augmentation de poids, soit 2) maintenir une certaine capacité et réduire progressivement le poids de la batterie. batterie. Il nous semble que les véhicules Renault Zoe jusqu'à 50 kWh emprunteront la voie 1 puis la voie 2.

Dans tous les cas, aujourd'hui, une batterie de 300 kilogrammes peut parcourir 220 à 270 kilomètres en mode mixte. Pas si peu, mais des voyages en Pologne doivent déjà être planifiés.

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Combien pèse un moteur à combustion interne ?

La Renault Zoe est une voiture du segment B, il est donc préférable d'utiliser un moteur d'une voiture du segment similaire. Un bon exemple ici sont les moteurs TSI de Volkswagen, dont le constructeur se vantait de leur conception compacte et extrêmement légère. Et effectivement : 1.2 TSI pèse 96 kg, 1.4 TSI - 106 kg (source, EA211). Par conséquent, nous pouvons supposer que un petit moteur à combustion interne pèse en réalité environ 100 kg.... C'est trois fois moins que celui d'une batterie.

Seulement que ce n'est que le début de la pesée, car à ce poids il faut ajouter :

• lubrifiants, car les moteurs sont toujours pesés à sec - quelques kilogrammes,
• Système d'échappementcar sans eux, vous ne pouvez pas bouger - quelques kilogrammes,
• radiateur de liquide de refroidissementm, car le moteur à combustion interne convertit toujours plus de la moitié de l'énergie du carburant en chaleur - une douzaine + kilogrammes,
• réservoir de carburant avec carburant et pompecar sans eux la voiture n'ira pas - plusieurs dizaines de kilogrammes (chutes en conduisant),
• boite de vitesse avec embrayage et huileParce qu'aujourd'hui, seuls les véhicules électriques ont une seule vitesse - plusieurs dizaines de kilogrammes.

Les poids sont inexacts car ils ne sont pas faciles à trouver. Cependant, vous pouvez voir que l'ensemble du moteur à combustion pénètre facilement 200 kilogrammes et approche 250 kilogrammes... La différence de poids entre un moteur à combustion interne et une batterie dans notre comparaison est d'environ 60 à 70 kg (20 à 23 % du poids de la batterie), ce qui n'est pas tant que ça. Nous nous attendons à ce qu'ils soient complètement détruits dans les 2-3 prochaines années.

Peut-être mieux dans les hybrides rechargeables ? Qu'en est-il de la Chevrolet Volt / Opel Ampera ?

Volt/Amp est un exemple très mauvais et défavorable pour ceux qui pensent qu'"il vaut mieux emporter avec soi un moteur thermique qu'une batterie de 300 kg". Pourquoi? Oui, le moteur à combustion interne de la voiture pèse 100 kg, mais la transmission dans les premières versions pesait, notez, 167 kg, et à partir du modèle 2016 - "seulement" 122 kilogrammes (source). Son poids est dû au fait qu'il s'agit d'un exemple intéressant de technologie de pointe qui combine plusieurs modes de fonctionnement dans un même boîtier, reliant un moteur à combustion interne à un moteur électrique de différentes manières. Nous ajoutons que la plupart de la boîte de vitesses serait superflue si la voiture n'avait pas de moteur à combustion interne.

Après avoir ajouté un système d'échappement, un refroidisseur de liquide et un réservoir de carburant, on atteint facilement les 300 kilogrammes. Avec une transmission plus récente, car avec l'ancienne, nous franchirons cette limite de plusieurs dizaines de kilogrammes.

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Et qu'en est-il de l'option minimale, par exemple la BMW i3 REx ?

En fait, la BMW i3 REx est un exemple intéressant : le moteur à combustion interne d'une voiture ne fonctionne que comme générateur d'électricité. Il n'a pas la capacité physique d'entraîner les roues, donc la boîte de vitesses Volt compliquée et lourde n'est pas nécessaire ici. Le moteur a un volume de 650 cc.³ et porte la désignation W20K06U0. Fait intéressant, il est produit par le taïwanais Kymco..

Le moteur thermique BMW i3 REx est situé à gauche du boîtier avec des câbles haute tension orange connectés. Il y a un silencieux cylindrique derrière la boîte. En bas de l'image, vous pouvez voir une batterie avec des cellules (c) de BMW.

Il est difficile de trouver son poids sur Internet, mais heureusement, il existe un moyen plus simple : il suffit de comparer le poids des BMW i3 REx et i3, qui ne diffèrent que par le générateur d'énergie à combustion. Quelle est la différence? 138 kilogrammes (données techniques ici). Dans ce cas, il y a déjà de l'huile dans le moteur et du carburant dans le réservoir. Vaut-il mieux emporter un tel moteur, ou peut-être une batterie de 138 kilogrammes ? Voici les informations importantes :

• en mode de recharge continue de la batterie, le moteur thermique fait du bruit, il n'y a donc pas de silence pour l'électricien (mais au dessus de 80-90 km/h les différences ne sont plus perceptibles),
• en mode de charge de batterie presque déchargée, la puissance du moteur à combustion interne est insuffisante pour une conduite normale; la voiture accélère à peine au-dessus de 60 km/h et peut ralentir dans les descentes (!),
• à leur tour, ces 138 kg du moteur à combustion interne pourraient théoriquement * être échangés contre 15-20 kWh de batterie (19 kWh de la batterie Renault Zoe décrite ci-dessus), ce qui suffirait pour parcourir 100-130 km supplémentaires.

La BMW i3 électrique (2019) a une autonomie d'environ 233 kilomètres. Si la masse supplémentaire du moteur à combustion interne BMW i3 REx (2019) avait été utilisée, la voiture pourrait parcourir 330 à 360 kilomètres avec une seule charge.

Choix des piles. La densité d'énergie dans les cellules augmente constamment, mais pour continuer le travail, il doit y avoir des gens prêts à payer pour les étapes de transition.

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*) La batterie de la BMW i3 remplit la quasi-totalité du châssis du véhicule. Les technologies modernes de production de cellules ne permettent pas de remplir l'espace laissé par le moteur à combustion interne avec une batterie d'une capacité de 15 à 20 kWh, car il n'y en a pas assez. Cependant, cet excès de masse peut être mieux traité année après année en utilisant des cellules aux densités énergétiques de plus en plus élevées. Cela s'est produit dans les générations (2017) et (2019).

Image d'ouverture : Audi A3 e-tron, un hybride rechargeable avec moteur à combustion, moteur électrique et batteries.

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