Histoire du véhicule électrique:
1960 - 1979
1960
VOLKSWAGEN Elektro-Transporter
1961
ELEKTRA King (USA, 1961-1976...)
Conçue par Billard & Zarpe (B&Z Electric Car Co, Long Beach, Californie).
Moteur électrique DC 1 ch, batteries 6 V, 28 km/h, autonomie 72 km.
Projet racheté par Robert E. McCoy en 1972
Version 3 et 4 roues, choix de 4 moteurs électriques, 25 à 46 km/h, autonomie
28 à 57 km.
MCLOUTH STAINLESS STEEL XV'61 au salon de New York.
Véhicule hybride à carrosserie en acier inoxydable. Il s'agit d'une voiture
spacieuse mais d'un encombrement réduit, conçue pour la circulation urbaine
et pour être prise en charge par un système de monorail lors de longs parcours.
1962
PEEL (1962-1966)
1964
ELECTRIC SHOPPER (? 1964-1966)
GENERAL MOTORS Electrovair
Série GENERAL MOTORS XP512E, sur base GM Corvair 1964-1966.
13 batteries d'accumulateurs argent/zinc Yardney Silvercel (Yardney Electric
Co)
Essai de pile à combustible hydrogène/oxygène en 1967.
RENAULT Dauphine à accumulateur Argent/Zinc Yardney
Fig. 1 - La Dauphine, avec le capot et le couvercle arrière soulevés pour
montrer les batteries.
Fig. 2 - Vue arrière montrant les batteries, le moteur électrique et le compteur
d'ampères-heures.
Les accumulateurs Argent/Zinc Yardney et l'automobile (Auto Volt,
février 1967)
"Nous avons eu l'occasion (...) d'informer nos lecteurs des essais de la
GENERAL MOTORS, constituant des études expérimentales de véhicules
à traction électrique utilisant des commandes électroniques.
Il s'agissait en particulier de l'ELECTROVAIR qui était muni de 13 batteries
d'accumulateurs argent-zinc. C'étaient des batteries "YARDNEY SILVERCEL"
de la YARDNEY ELECTRIC CORPORATION qui est spécialisée dans l'accumulation
de l'énergie électrique du domaine aérospatial. Or, cette
firme se livre elle-même à des études et à des adaptations
de batteries sur des véhicules, qui présentent le plus haut intérêt.
Nous donnerons donc ci-après les grandes lignes des réalisations
expérimentales, et nous répondrons succinctement, en nous appuyant
sur des argumentations du constructeur lui-même, aux objections qu'un
lecteur ne manquera pas de faire.
Dans une étude, portant sur les fabrications de la SOGEA, (...) nous
avons abordé du point de vue technique les accumulateurs argent-zinc.
Nous ne reviendrons pas sur les principes de ces générateurs.
Véhicules et performances
II faut rappeler d'abord que le premier véhicule qui ait roulé
dans le monde avec une batterie argent-zinc André-Yardney était
une Dyna-Panhard française, qui a été transformée
en 1954 à Paris avec un support YARDNEY. Le "père" de
la batterie argent-zinc est, comme on sait, le professeur Henri ANDRE ; sa batterie
a été perfectionnée et commercialisée par la Compagnie
YARDNEY, et brevetée dans le monde entier.
Dans le stade suivant, en 1964, une Renault Dauphine a été électrifiée
avec une batterie SILVERCEL du type aviation de 113 kg, pendant qu'une voiture
identique était équipée pour comparaison avec une batterie
au plomb de 340 kg, d'une capacité équivalente de 115 Ah. Nous
présentons les caractéristiques et les performances des deux véhicules
sur le tableau ci-joint dont la colonne de droite, à gauche des chiffres
des voitures "conventionnelles", est réservée aux chiffres
d'une voiture projetée, à carrosserie aérodynamique, conçue
pour tirer l'avantage maximal des batteries en cause.
Les performances, telles qu'elles ressortent du tableau, sont assez saisissantes
quant à l'examen des poids, vitesses, accélérations, rayons
d'action. (Les chiffres donnés ne sont qu'approximatifs car ils résultent
de la transformation des unités américaines.) Les performances
des batteries SILVERCEL ne doivent pas surprendre, quand on sait que leur énergie
emmagasinée, exprimée en watts-heures par unité de poids
de batterie, est de 3 à 10 fois l'énergie calculée de la
même manière pour le type au plomb.
Objections
A ces beaux résultats, on peut opposer deux arguments :
1 - L'argent est un métal cher.
Certes, cependant, financiers et techniciens ne sont jamais au bout de leurs
ressources, et la batterie argent-zinc ne doit pas être coûteuse
si l'on veut exploiter ses belles qualités. Financiers et techniciens
réunis diront d'abord que l'argent des batteries, quel que soit le nombre
de cycles que comportera leur vie, n'est ni irrévocablement transformé,
ni dispersé. Il reste dans la batterie, peut être récupéré
et indéfiniment relancé dans les circuits des batteries neuves.
Les techniciens ajouteront que s'il n'y a pas actuellement assez d'argent sur
le marché, aux Etats-Unis notamment, c'est parce que ce métal
n'est en somme souvent extrait que comme un sous-produit. S'il apparaissait
nécessaire d'avoir beaucoup d'argent, une exploitation plus active, ou
même de nouvelles prospections, pourraient avoir lieu. Les financiers
ajouteront des arguments ingénieux : puisque l'argent ne disparaît
pas, et se retrouve quand on veut, il ne faut pas le vendre mais le louer. Bien
entendu, seule une vaste organisation, ou un organe d'État, seraient
susceptibles d'un tel financement. La valeur de l'argent ne serait pas incluse
dans le prix de la batterie, qui ne comprendrait qu'un intérêt
; mais le possesseur de la batterie pourrait investir ses deniers dans l'argent
comme les autres, s'il la désirait. Nous regrettons de ne pouvoir développer
ces considérations, qui ne manquent pas d'intérêt (sans
jeu de mot), mais qui sont vraiment trop étrangères à nos
préoccupations habituelles (nous n'oublions pas que le point de vue financier
existe dans toute question technique).
2 - Qu'avons-nous besoin d'un accumulateur, même techniquement avantageux,
quand nous attendons la pile à combustible ?
Certes encore. Mais la pile, malgré les milliards qu'on lui consacre,
et toutes, les espérances qu'elle donne, n'est pas encore commercialisée,
et demandera encore quelques années (ne nous risquons pas à une
évaluation, qui a déjà été faite), et des
mises au point certainement possibles (rien n'est impossible à la science...),
mais difficiles, car le véritable objectif n'est pas la pile hydrogène-oxygène,
mais la pile au carburant liquide courant. En attendant, il y a des problèmes
urgents, qui sont l'économie des carburants, la lutte contre le bruit
et la pollution de l'atmosphère, et la batterie argent-zinc est au point
et commercialisée ; elle a même fait ses preuves dans des conditions
très dures. Les accumulateurs, celui-ci et les autres, soit qu'on les
perfectionne, soit qu'on les découvre ou qu'on les redécouvre,
ont donc un rôle à jouer dans l'immédiat. Ils en auront
même un à jouer quand la pile à combustible sera au point.
Ils serviront d'ailleurs à l'introduire. Le bien-fondé de tout
cela se trouve dans les recherches actives et originales que de nombreuses compagnies
très importantes mènent dans le domaine des générateurs
électrochimiques d'énergie. Nous en avons donné des échos
à nos lecteurs. Il faut ajouter que les accumulateurs, qui sont au point,
sont à même d'utiliser les commandes électroniques des moteurs,
qui semblent nettement en avance sur la pile.
1965
45 000 véhicules électriques en Grande-Bretagne
Les livraisons de lait et de pain de porte à porte emploient plus de
80 % du parc des voitures électriques.
La production annuelle dépassant les 2 000 unités.
Des ingénieurs français ont mis au point une pile à combustible (8)
Chariot à fourche et Golf-cart ALLIS CHALMERS à pile à
combustible
"La Société américaine ALLIS-CHALMERS vient de
réaliser pour expérimentation le premier véhicule électrique
à pile à combustion comme source d'énergie.
Il s'agit d'un "golf-cart" ou voiturette à 3 roues pour terrains
de golf d'un type classique aux Etats-Unis (1) dans lequel les batteries d'accumulateurs
classiques ont été remplacées par une pile à combustion
que l'on aperçoit à l'arrière sur la figure 1.
On sait que la pile à combustion (en anglais "fuel-cell") mise
au point par la GENERAL ELECTRIC Company équipait le véhicule
spatial "Gemini" Mac Donnell lors du vol mémorable de CONRAD
et COOPER en août dernier (190 heures 30 en vol orbital ; distance parcourue
5.343.000 km !).
Les batteries d'accumulateurs "Eagle Picher" argent/zinc (au nombre
de sept) n'étaient prévues que comme "secours" alors
que ces seules batteries équipaient "Gemini IV" pour un vol
spatial de courte durée. (2)
Les deux piles à combustion G.E. de "Gemini V" étaient
capables de produire plus de 2 kilowatts en régime de "pointe"
et ne pesaient que 31 kg chacune !... sous une tension de 26,5 à 23,3
V. Le combustible consistait en 6,8 kg d'hydrogène et 16,7 kg d'oxygène
sous pression. Chaque pile comprenait 32 cellules branchées en série.
Nous en donnerons la description détaillée dans un très
prochain article car cette conception révolutionnaire d'un générateur
électrique à grande puissance massique intéresse tous les
électriciens d'automobiles pour les véhicules de demain.
(...)
Comme on peut le constater, les choses vont très vite aux U.S.A. du fait
de la "course à la montre" engagée avec l'U.R.S.S. pour
la conquête de la Lune où la pile à combustion va trouver
de nombreuses applications de véhicules électriques spéciaux
(fig. 2), alimentation des laboratoires et stations lunaires mobiles et fixes,
habitats, etc. Russes et Américains ont déjà étudié
et mis au point ces ensembles d'avant-garde qui font avancer la technique à
pas de géant et dont toute l'industrie sera bénéficiaire
sur notre terre, d'ici quatre ou cinq ans.
C'est ainsi que, sans perdre de temps, ALLIS-CHALMERS expérimente déjà
des tracteurs, des postes mobiles de soudure électrique par points et
des chariots élévateurs de manutention dans lesquels la pile à
combustion constitue la source d'énergie électrique, aux lieu
et place des lourds et encombrants accumulateurs classiques avec la sujétion
de leurs recharges périodiques.
Ainsi, l'ère de la Pile à combustion est déjà commencée.
(1) Le véhicule électrique à 3 roues (roue avant directrice)
dit "golf cart" est très employé aussi pour les déplacements
des visiteurs et des employés supérieurs dans les vastes usines
américaines, ainsi que par les présidents des Etats-Unis pour
leurs déplacements dans leurs ranchs et terrains de golf.
Venant de visiter à Toulouse les immenses usines de Sud-Aviation où
se construit avec ardeur le sensationnel "Concorde" en pool avec la
B.A.C. britannique, nous-mêmes aurions bien apprécié un
tel véhicule pour parcourir ces immenses bâtiments : salle des
dessins géante multiples laboratoires d'essais des structures, ateliers,
etc. N'ayant plus hélas ! nos jambes de 20 ans...
(2) Nos relations personnelles avec M. Donnell, constructeur "Gemini",
nous ont permis d'apprendre que Gemini VI (qui n'a pu remplir sa mission le
25 octobre dernier du fait de la défaillance de la fusée "Atlas°
lanceuse de "l'Agena" du rendez-vous spatial) ne comportait pas de
piles à combustion mais 10 batteries argent/zinc dont des 400 Ah... Ceci
en attendant la parfaite mise au point des piles à combustion qui vont
bénéficier de l'expérience acquise dans le vol spatial
de "Gemini VI", rappelé plus haut."
(AutoVolt, novembre 1965, Henry LANOY, Lauréat de l'Académie des
Sciences).
ELECTRO MASTER (? 1965-1969)
MARKETOUR
MOBILETTE
1966
Berline et camionnette électrique GENERAL MOTORS (12)
GENERAL MOTORS Electrovan (12.1966)
Série GENERAL MOTORS XP512E
fourgonnette, sur base GMC Handivan, expérimentale actionnée par
une pile à combustible de 32 éléments à hydrogène
et à oxygène mise au point et fabriquée par la Division
de l'électronique d'UNION CARBIDE.
1967
Critique des véhicules électriques (1.1967) :
Avantages:
Ils ne consomment de l'énergie que lorsqu'ils roulent.
Leurs frais d'entretien sont très bas et leur robustesse certaine (Les
immobilisations pour pannes sont rares.
Ils ne sont pas sensibles au froid et au gel.
Les risques d'incendie sont très réduits.
Les démarrages sont instantanés et faciles et ne demandent pas
d'effort.
La conduite est extrêmement simple et n'exige pas de compétence
particulière (Elle ne met en oeuvre que deux pédales).
La rapidité de démarrage et la valeur des accélérations
compensent en partie les vitesses réduites dans l'établissement
d'une moyenne honorable.
L'énergie de remplacement est fournie dans les heures creuses.
L'empattement court facilite le stationnement.
Les véhicules électriques sont silencieux et propres ; Ils n'émettent
pas de gaz nocifs ; Ils ne salissent ni les marchandises, ni le conducteur.
Avantages du moteur électrique:
Valeurs maxi de couple et puissance dès le régime nominal ou ralenti.
Le régime augmentant, la courbe de couple s'infléchit, la courbe
de puissance reste pratiquement plate (Même puissance jusqu'au régime
maximum de rotation du moteur).
Inconvénients:
Rayon d'action réduit.
Longueur des recharges (De 5 à 8 heures, mais de nuit).
Difficulté pour les recharges en dehors du garage particulier.
Prix assez élevé des véhicules.
Durée de la batterie d'accumulateurs (4 à 6 ans).
49e Salon de Turin (1-12.11.1967)
Quatre firmes italiennes présentaient une voiture électrique
à destination urbaine : Ghia, Giannini, Moretti, Urbanina.
Ces "curiosités" du Salon de Turin attirèrent de nombreux
amateurs. Précisons que leur technique est des plus classique : moteur
électrique alimenté par des batteries d'accumulateurs au plomb.
Les véhicules exposés par Moretti et Giannini sont des adaptations
qui rappellent les solutions adoptées par de nombreux constructeurs pendant
les deux années de l'occupation.
L'Urbanina, plus élaborée, mérite une attention particulière,
non pour son mode de traction qui reste classique, mais pour sa conception générale
qui sort des sentiers battus. Il en est de même de la Rowan de Ghia avec
châssis De Tomaso qui, par sa carrosserie originale de petit gabarit,
peut préfigurer la voiture de ville de demain.
Transformation AEI Ltd
Poids à vide 1.134 kg, en charge 1.338 kg (poids des batteries 340 kg) ;
Vitesse maximale 66 km/h en plat, en charge ;
Accélérations 5 secondes pour atteindre 29 km/h, 10 s pour 43 km/h, 22 s pour
48 km/h ;
Parcours sans arrêt à pleine puissance 47 km (essai arrêté à 16 km/h), 59 km
sans arrêt à la vitesse constante de 48 km/h, 26 km avec 4 arrêts-départs par
mile ; Consommation 47 km sans arrêt (12 kWh).
CARTER Coaster (2.1967)
La CARTER ENGINEERING COMPANY Ltd a étudié et mis au point
un véhicule électrique de ville à accumulateurs, le Carter
Coaster. C'est un véhicule à deux portes et quatre places (en
principe deux adultes et deux enfants), la charge utile étant de 227
kg. Il comporte quatre batteries de 12 V.
Avec un poids d'environ 386 kg (conducteur seulement), une seule charge de la
batterie permet un parcours de 97 km dans des conditions favorables. Une vitesse
maximale de 56 km à l'heure est suffisante pour un trajet qui ne dépasse
pas 32 km, et se traduira par une dépense légère, La voiture
est susceptible de s'amortir en vingt ans environ. Elle doit avoir la faveur
de ceux dont le parcours quotidien est de l'ordre de 32 km, comme c'est le cas
pour les médecins urbains, les infirmières, etc.
Parmi les caractéristiques du véhicule, signalons : un réchauffeur
électrique qui chauffe la voiture quand les batteries ont été
chargées, une carrosserie en plastique avec pare-brise en verre et fenêtres
fixes en plastique transparent, un système de transmission breveté
comprenant une roue libre, un système de barre fixé au capot pour
connecter automatiquement les batteries quand le couvercle est rabattu, des
sièges de plastique cellulaire, deux pédales de commande.
La conduite comprend les opérations suivantes :
- Une clef tournée dans un sens ou dans l'autre donne la marche avant
et la marche arrière ;
- Le premier mouvement de la pédale de l'accélérateur fait
tourner le moteur vers 3.000 tours à la minute ;
- Si l'on appuie davantage, on agit sur un potentiomètre qui actionne
lui-même un accouplement électromagnétique monté
entre le moteur et le différentiel ;
- On obtient une excellente accélération puisque le moteur tourne
à la vitesse optimale ;
- Si l'on abandonne l'accélérateur, on coupe l'accouplement et
l'on arrête le moteur ; de cette façon, on économise l'énergie
au maximum et l'on tire le kilométrage maximal de la capacité
de la batterie.
Moteur arrière.
Longueur 2.59 m, empattement 1.60, largeur 1.67, hauteur 1.22, rayon de braquage
6 m, poids 318 kg, charge utile 227 kg.
Autonomie 30 km à 56 km/h (A vitesse réduite, sur parcours optimisé,
autonomie 100 km).
DAIHATSU C°
La Daihatsu C° de 800 cm3 pèse 750 kg en version "thermique"
et 990 en version électrique.
Elle est construite par le Battery Electric Car Development Group qui réunit
cinq firmes, dont le constructeur de la voiture.
La partie électrique, électronique et mécanique comporte
une batterie d'accumulateurs au plomb de 84 V et 120 Ah, à recharge rapide,
un moteur électrique de 5 kW, 80 V, 80 A, 2.900 tr/mn, avec circuit d'huile
de refroidissement, un bloc de commande à thyristors, l'embrayage et
la transmission mécanique (conservés).
Les performances sont : deux passagers et une charge de 200 kg, vitesse maximale
70 km/h, vitesse de croisière 50 km/h, pente de 25 % à 10 km/h,
pente de 5 % à 45 km/h, parcours total sans recharge : 80 km.
Fourgonnette électrique ELECTRIC POWER STORAGE Ltd (Manchester)
Pile à combustible hydrogène/oxygène.
Ainsi est bien démontré que la pile à combustible n'est
pas abandonnée, et qu'on recherche des perfectionnements qu'on atteindra
à coup sûr.
FORD Comuta (7.1967)
La "Comuta", voiture électrique Ford (G. Gory, AutoVolt, juillet
1967)
Ford Grande-Bretagne vient de présenter sa première voiture
électrique. Prévue pour la circulation urbaine et suburbaine,
c'est un prototype expérimental, actionné par une batterie classique
au plomb. D'une autonomie limitée à 65 km environ, cette voiture
ne peut être qu'une avant-garde des voitures électriques de l'avenir.
Selon la firme Ford, les voitures électriques sont susceptibles, pour
l'utilisation urbaine d'être commercialisées dans les dix années
à venir. Il y a encore, en effet, beaucoup de problèmes à
résoudre pour le stockage pratique de l'énergie électrique.
Dès maintenant d'ailleurs, des études sont en train aux U.S.A.
pour l'adaptation à la "Comuta" des batteries sodium-soufre,
ces deux corps constituant les électrodes liquides, avec comme électrolyte
une céramique (solide) à base d'oxyde d'aluminium. (...) Ajoutons
que l'adoption des batteries sodium-soufre donnerait au véhicule en cause
une autonomie dont l'ordre de grandeur pourrait dépasser 300 km, ce qui
commencerait à être très intéressant. Mais il y a
des problèmes de prix de revient à résoudre dans le domaine
électrochimique. Quant aux problèmes électriques et électroniques,
ils suivent semble-t-il les études avec assez d'aisance. Il existe aussi
des problèmes mécaniques, car la répartition des poids
et des volumes dans les voitures électriques n'est pas la même
que pour la voiture classique.
Présentation générale
II s'agit en somme d'une voiture pour les cités d'aujourd'hui et de demain,
où les problèmes d'encombrement, de pollution et de bruit, prennent
et prendront de plus en plus, si l'on n'y prend garde, une importance très
inquiétante. Cette petite voiture est conçue pour transporter
deux adultes et deux enfants (ou même trois), ou deux adultes et des bagages.
La photographie ci-dessus donne une vue sympathique d'une occupation possible.
Cette question de la capacité a fait l'objet d'études spéciales
très poussées.
Les caractéristiques du véhicule sont données ci-dessous
:
Longueur 2,03 m, largeur 1,26 m, hauteur 1,42 m, empattement 1,36 m, voie 1,12
m, rayon de braquage 2,74 m, poids 544 kg.
Vitesse maximale 64 km/h, accélération de 0 à 48 km/h 14
secondes, rayon d'action à 40 km/h 64 km.
Ces caractéristiques traduisent bien le faible encombrement du véhicule
et la facilité de manoeuvre pour la circulation et le stationnement.
On peut loger trois Comuta dans chaque emplacement normal attribué à
une voiture.
Organisation générale
Le véhicule complet comporte l'assemblage très facile d'un châssis
et d'une carrosserie. La carrosserie est en fibre de verre et matière
plastique. Le châssis est de la sorte "à épine dorsale
à ailettes", en tôle d'acier assemblée par points de
soudure. C'est sur les branches de cet ensemble que sont montés le volant,
les pédales, la carrosserie, les pare-chocs, les conduites du chauffage
intérieur et de la ventilation, les batteries et les moteurs, la suspension
et les amortisseurs. Seules une pédale de frein et une d'accélération
sont nécessaires puisque les moteurs électriques et les dispositifs
électroniques de commande éliminent naturellement la boîte
de vitesses et l'embrayage. La suspension avant comporte un bras de levier,
et comprend un dispositif Neidhardt. Ce dernier, qui a été utilisé
sur divers véhicules, consiste en un tube en forme d'équerre avec
une pièce de caoutchouc à l'intérieur d'un tube externe.
Le même principe est employé pour la suspension arrière,
et les deux suspensions sont équipées d'amortisseurs télescopiques
classiques. Le freinage est également classique sur chaque roue. Le frein
à main agit sur les roues arrière, La roue de rechange est placée
derrière les sièges arrière.
Circulation d'air
L'air chaud provenant du refroidissement des moteurs électriques est
la source de la chaleur à employer pour le chauffage de l'intérieur
de la voiture. L'orientation de la circulation d'air est commandée de
l'intérieur de la voiture suivant trois principes :
- "Recyclage" de l'air intérieur refroidissant les moteurs
et revenant à l'intérieur ;
- Air extérieur introduit après réchauffage sur les moteurs
;
- Air extérieur admis à l'intérieur de la voiture, puis
renvoyé sur les moteurs avec rejet de l'air chaud à l'extérieur.
La circulation d'air est provoquée par un ventilateur électrique.
Grâce à son action orientée on peut climatiser à
volonté l'intérieur de la voiture.
Partie électrique
Le véhicule est actuellement muni de quatre batteries de 12 V au plomb,
classiques. Cela fait une tension nominale de 48 V. La capacité est de
85 Ah pour un régime de 1 heure. Deux batteries sont installées
de chaque côté de la poutre du châssis ; elles sont très
accessibles et amovibles grâce à des panneaux latéraux.
Un interrupteur disposé sur le plancher du véhicule à portée
du conducteur permet d'isoler les quatre batteries montées en série.
Les batteries contiennent assez d'énergie pour donner une autonomie de
64 km à la vitesse régulière d'environ 40 km/h avec une
charge moyenne. Quand des batteries de principes énergétiques
nouveaux seront commercialisées, l'autonomie pourra être augmentée,
sans doute d'une manière très importante. Les batteries peuvent
être rechargées au moyen d'un chargeur au garage. On peut aussi
procéder à un échange de batterie si l'on est organisé
pour cela. Le véhicule est muni de deux moteurs électriques à
l'arrière du châssis. Ce sont des moteurs de 5 ch au maximum. Leur
diamètre est de 14 cm environ. Chaque arbre de moteur se termine par
un pignon qui commande un engrenage hélicoïdal. Des éléments
de caoutchouc sont intercalés dans la transmission pour absorber les
vibrations. Les moteurs sont placés dans un carter d'aluminium relié
à une conduite d'air, animée par un ventilateur électrique
et qui est en rapport avec le chauffage de la voiture, comme nous l'avons dit.
Commande électronique
Les moyens d'action donnés au conducteur sont :
- Une simple commande au pied qui prend la place de la pédale d'accélérateur
de la voiture classique, et qui tient le rôle de la pédale d'accélération,
de la pédale de débrayage et du levier de changement de vitesse,
car le dispositif électrique réalise une transmission automatique
;
- Un levier de sélection donnant de chaque côté d'un point
mort, d'une part la marche avant, d'autre part la marche arrière ;
- Une pédale de freinage mécanique.
L'application de l'énergie motrice aux moteurs, dans les conditions fixées
par la pédale de commande électrique et le levier de sélection,
utilise des thyristors dont nous avons défini dans d'autres articles
les lignes générales d'emploi pour la traction électrique
moderne. (...) Sans vouloir reprendre cette question, il est bon de rappeler
que la variation de vitesse des moteurs s'obtient par variation de la tension
qui leur est appliquée. Cette variation était réalisée,
dans les premières tractions électriques, en gaspillant sous forme
de chaleur, dans des résistances bobinées ou des piles de carbone,
l'énergie qu'on ne pouvait employer dans les moteurs. Grâce aux
thyristors, appareils de commutation extrêmement rapides, on sait transformer
une tension permanente donnée par une batterie en une série d'impulsions
plus ou moins longues de cette tension, qui donne une tension moyenne inférieure
sans gaspillage d'énergie. On sait aussi que pendant les coupures, et
grâce aux selfs des circuits, on récupère dans les moteurs
l'énergie magnétique empruntée à la batterie, ce
qui est excellent pour le rendement et la régularité du couple.
C'est la pédale de l'accélérateur qui fixe les caractéristiques
(durée et fréquence) des impulsions, c'est-à-dire la tension
moyenne qui alimente les moteurs, et par suite les couples moteurs qu'ils donnent.
Dans les circuits électroniques on rencontre :
- Les contacts fixés par le levier de sélection et actionnés
par la pédale,
- Le circuit de puissance qui comprend les thyristors comme pièces principales,
et des éléments annexes.
- Un ensemble "logique" comprenant les éléments électroniques
qui déclenchent ou bloquent les thyristors, et procurent les sécurités
indispensables, en prévenant notamment les surcharges des moteurs et
l'amorçage des arcs entre les contacts.
Equipements divers
Le véhicule comporte, en plus des dispositifs propres à la traction,
ceux qui sont exigés par tout véhicule routier, tels que les phares
et lanternes, les indicateurs de direction, essuie-glace et lave-glace. Le tableau
de bord comporte un indicateur de charge de la batterie.
GHIA Rowan (Turin, salon de Turin, 11.1967)
Berline 2 + 2 places, 3 portes, dotée de 2 moteurs électriques
- châssis réalisé par De Tomaso -.
Ce véhicule dénommé le "Rowan" est annoncé
comme pouvant se déplacer à la vitesse de 75 km/h avec une autonomie
de 300 km.
GIANNINI (Rome, salon de Turin, 11.1967)
Sur Fiat 500, transformation portant sur le moteur uniquement.
Celui-ci est remplacé par un moteur électrique alimenté
par 8 batteries au plomb, classiques de 6 volts.
La vitesse horaire est de 50 km/h ; l'autonomie de 100 km.
"Mini-vélo" électrique de la HIGH SPEED
MOTORS Ltd (Angleterre du Sud)
Ce très petit véhicule est susceptible de faire du 48 km à
l'heure en plat avec un cavalier de 90 kg.
On peut évidemment recharger la nuit.
Il a un frein puissant à l'avant et à l'arrière, et une
monocoque en plastique, entièrement fermée, qui constitue une
carrosserie qui résiste à la corrosion.
MORETTI (Turin, salon de Turin, 11.1967)
Sur base Fiat 500.
Celle-ci peut rouler à 50 km/h avec une autonomie de 100 km.
Moretti a également annoncé qu'il préparait un prototype
capable de rouler à 60 km à l'heure avec 2 personnes à
bord, l'autonomie de ce véhicule est annoncée pour 200 km.
Scooter électrique POWELL et C° (pays de Galles)
Voiture à deux places TIRL (Tube Investments Research Laboratories,
Essex)
Petite voiture à deux places, carrossée en plastique, et disposant
d'une autonomie de plus de 80 km, à une vitesse moyenne de 40 km/h.
Elle peut faire un dur trajet de 48 km avec 176 arrêts et démarrages,
en conservant de bonnes accélérations.
Cette voiture a une batterie classique.
URBANINA Ue 2 (Pise, salon de Genève, 5.1967)
5 applications présentées au salon de Turin (11.1967) et, pour
la première fois, un châssis 4 places bimoteur électrique
pouvant atteindre 86 km à l'heure et ayant une autonomie de 180 km.
Elle existe en deux versions : une électrique (U.e. 2) et une à
moteur thermique (U.sc.), avec un moteur de 2 CV (puissance fiscale italienne).
Elle a une longueur de 1,96 m, une largeur de 1,28 m et une hauteur de 1,70
m.
Elle peut transporter deux passagers.
Elle peut se garer partout grâce à une carrosserie tournante qui
permet de descendre de tous les côtés.
Les caractéristiques principales pour le type électrique sont
les suivantes :
Moteur électrique 1 kW, 24 V, disposé sous le plancher batteries
d'accumulateurs spéciales.
Transmission progressive, levier de sélection sur le volant, "possibilité
de monter n'importe quelle pente".
Carrosserie en plastique vitrifié, poids à vide 335 kg (le poids
du type à moteur thermique est de 310 kg).
Vitesse maximale 70 km/h, autonomie de 80 km.
Motocyclette UNION CARBIDE fonctionnant avec une pile à combustible
"Dans un numéro précédent d'Auto-Volt (décembre
1966), nous avons décrit l'Electrovan, fourgonnette expérimentale
présentée récemment par la GENERAL MOTORS. Ce véhicule
était actionné par une pile à combustible de 32 éléments
à hydrogène et à oxygène mise au point et fabriquée
par la Division de l'électronique d'UNION CARBIDE.
Pour mettre en relief les possibilités très grandes qu'offre la
pile à combustible, les services de recherche d'UNION CARBIDE ont présenté
une motocyclette qui ne se distingue guère extérieurement des
engins de types courants, mais dont le moteur à explosion a été
remplacé par une pile à combustible fonctionnant à l'hydrazine
avec l'oxygène de l'air. Elle roule en ne faisant entendre qu'un léger
vrombissement, contrairement à ses congénères,
Elle peut circuler à la vitesse de 40 km à l'heure, et effectuer
un parcours de 320 km avec environ 3,80 litres d'hydrazine.
UNION CARBIDE a d'ailleurs précisé qu'il ne fallait pas conclure
qu'elle envisageait de commercialiser de tels véhicules, mais que la
démonstration devait seulement mettre en évidence quel stade avaient
atteint les recherches, et quelles perspectives elles ouvraient.
Il faut, à cette occasion, attirer l'attention sur l'hydrazine qui permet
actuellement la réalisation de piles robustes, ne polluant pas l'atmosphère.
Le principe de telles piles est connu depuis plus de trente ans, mais l'hydrazine
était alors trop chère pour qu'on puisse s'y intéresser
utilement. Depuis, son utilisation comme propergol dans les fusées a
permis d'effectuer d'énormes progrès dans sa fabrication et de
faire baisser son prix d'une manière importante.
UNION CARBIDE peut conclure dans le domaine de ses recherches : "nous sommes
parvenus à un stade de la technique où il est possible de prévoir
que ces éléments producteurs d'énergie pourront être
prochainement commercialisés."
(AutoVolt, février 1967, G. GORY).
1968
MIT versus Cal Tech Great electric vehicle Race (USA)
Premier rallye de l'Electric Auto Association aux USA
Voiture de record AUTOLITE, 138 mph (222.042 km/h)
1969
CAPRERA Algol (12.1969)
Monoplace à 3 roues ("Conçue en tenant compte des exigences
de 1980" selon ses concepteurs); Voiture qui serait utilisée comme
taxi urbain sans chauffeur avec des pièces de monnaie.
EFP - ELECTRIC FUEL PROPULSION (? 1969-1976)
années 70'
Prototype American Motors Amitron
Dans le cadre des véhicules à traction électrique à
générateur électrochimique, qui font l'objet de recherches
acharnées et curieuses, nous donnons ci-après quelques renseignements
sur l'Amitron, véhicule urbain dont l'originalité réside
pour nous dans le choix et dans la conjugaison de batteries d'accumulateurs
de deux espèces. Il s'agit donc d'un véhicule hybride.
Caractéristiques générales
Il s'agit d'un véhicule urbain à trois places de front, le prototype
AM, appelé Amitron, qui fait l'objet d'une réalisation conjointe
de American Motors et de Gulton Industries, pour le développement de
l'automobile électronique. Nous donnerons plus loin les particularités
électriques.
Il a un rayon d'action de 240 km, avec une vitesse de croisière de 80
km à l'heure, et une accélération de O à 80 km/h
en 20 secondes.
Le véhicule a une longueur totale de 2,16 m, une largeur de 1,77 m et
une hauteur de 1,17 m. L'empattement est de 1,52 m, la voie est égale,
les roues sont de 20 cm. Les unités anglaises sont traduites en unités
françaises dans la présente note.
Les plans prévoient des sièges gonflés, qui peuvent être
dégonflés et ramenés au niveau du plancher pour donner
une large surface de charge. Le système électronique est logé
derrière les sièges.
Les cadrans sont montés dans le style "hélicoptère"
au-dessous du volant. Ils sont plus larges que sur la plupart des véhicules
pour l'aisance de la lecture.
Pour donner des facilités pour l'entrée ou la sortie, la toiture
entière peut tourner et se rabattre autour de charnières à
contrepoids qu'on actionne par un levier elle peut être actionnée
de chaque côté.
De larges pare-chocs avant et arrière, dessinés comme parties
intégrantes de la voiture, sont en une matière nouvelle (vinyle-caoutchouc),
qui absorbe les chocs et revient à sa forme naturelle.
Les glaces sont très larges et non levables, car il y a un système
de circulation de l'air.
Les phares ont une protection. Quand on ferme le circuit, cette protection tourne
et dégage les lampes.
Les batteries
Le véhicule est doté, d'une manière originale, de deux
types d'accumulateurs de traction.
La batterie principale est composée d'éléments Iithium-fluorure
de nickel ; ils
sont plus compacts et plus légers que ceux des batteries classiques.
Il y a deux groupes
d'éléments, chacun d'eux pesant 34 kg et ayant les dimensions
33 x 32 x 60 cm. Ces batteries
emmagasinent 10 fois plus d'énergie que les batteries au plomb pour le
même encombrement.
Sur la photo, on voit, au premier plan, une demie batterie au lithium qui a
la même énergie que 45 batteries de traction classiques que l'on
voit à l'arrière plan.
A noter que le lithium est le métal le plus léger et qu'il est
abondant.
En plus des deux groupes au lithium le véhicule en cause comporte deux
batteries au cadmium-nickel de 11 kg, chacune ayant les dimensions 46 x 25 x
6 cm, avec un système de commande compact.
Une symbiose est organisée pour les deux groupes de batteries. Les batteries
au lithium donnent l'énergie de croisière à débit
modéré. Les batteries au cadmium-nickel donnent les décharges
énergiques nécessaires pour les accélérations. Elles
sont rechargées en vitesse de croisière par les batteries au lithium.
La batterie de la voiture peut être rechargée complètement
environ mille fois en trois ans. La recharge complète peut être
faite en quatre heures. La quantité d'énergie pour un parcours
d'environ 32 km peut être donnée en 30 mn sur un courant domestique
ordinaire, ou en 10 mn avec une dérivation spéciale.
Un rendement supplémentaire est donné par un freinage à
récupération sur les batteries, au moyen de la pédale normale
de freinage. Cela peut ajouter 25 % au rayon d'action de la voiture.
AUDI 100 Electric (Volkswagen, Bosch, Varta)
Prototype Electric Town Car de COPPER Development Association
18 batteries au plomb 6 V Exide EV-106.
53 mph (85 km/h), autonomie 103 miles (166 km).
ERPI-1 russe (2.1970)
Depuis deux ans la section d'études et de recherches de l'Institut
polytechnique d'Erevan (Arménie soviétique) s'attache aux problèmes
de création de la voiture électrique.
Trois variantes de principe ont été élaborées.
La première a les deux roues arrières motrices, entraînées
chacune par un moteur. L'utilisation de thyristors dans le système de
régulation permet de grosses économies de courant. L'énergie
des 18 accumulateurs est débitée par impulsion, ce qui permet
une régulation de la marche sans pertes de courant.
Récemment, la "ErPi-1" a effectué 70 km sur l'itinéraire
montagneux Erevan-Sevan, à la moyenne de 50 km/h.
"ErPi-1" est montée sur un châssis d'automobile OUAZ-451.
Elle peut déjà être utilisée pour des livraisons
dans les villes.
Des variantes sont en essai :
1° à moteurs à courant alternatif;
2° système combiné de moteurs : un petit moteur à explosions
assurant la recharge des accumulateurs en cours de route. (A.P.N.)
Prototype Ford Berliner
Ford présente un véhicule électrique urbain étudié
et réalisé au nouveau centre de Ford Allemagne à Merkenich.
Il est baptisé Berliner. C'est un prototype expérimental pour
la recherche d'une solution au problème de la congestion des villes,
dont les dessinateurs et les ingénieurs de Ford se préoccupent
depuis longtemps. Les recherches sont dirigées aussi bien vers la forme
et le dessin que vers les moyens de propulsion.
La longueur est de 2,133 mètres. L'empattement, la hauteur totale et
la largeur hors tout sont de 1,37 mètre.
La voiture est destinée à transporter quatre personnes, et offre
un espace intérieur comparable à celui d'une voiture deux fois
plus longue. Elle peut être transformée en véhicule de livraison
ou en break grâce au système Ford de pliage de sièges. Ce
résultat a été obtenu en installant les deux sièges
arrière face à l'arrière. On peut replier les trois sièges
de passagers on dispose alors d'une vaste surface pour le chargement.
Les commandes sont réduites à un sélectionneur de marche
avant ou arrière, un accélérateur et un frein.
Le véhicule est propulsé électriquement par des batteries
classiques et comporte un système de transmission entraînant les
roues arrière. Les recherches sur une propulsion électrique susceptible
d'augmenter le rayon d'action sont en cours depuis longtemps dans les centres
des Etats-Unis. La voiture peut être équipée d'un moteur
à explosion.
Voiturette électrique General Motors à batterie zinc-air
Cette voiturette électrique a un moteur d'une puissance de 1,5 ch.
Elle est pourvue d'une batterie zinc-air, mise au point par la General Motors
(on la voit sur la photo avec une de ses plaques de zinc).
La batterie pèse 32 kg et sa puissance est de 1 kW.
Elle fournit les mêmes performances qu'une batterie au plomb pesant 117
kg.
Son amélioration ouvrirait des perspectives intéressantes, car
aucune des batteries actuellement commercialisées n'est susceptible de
satisfaire à la fois aux conditions idéales de puissance et d'énergie
massiques.
Dans des perspectives à court terme, la batterie zinc-air, qui peut être
rechargée mécaniquement, offre ces perspectives.
La batterie zinc-air de General Motors n'occupe que 45 dm3 et atteint la puissance
massique de 30,8 à 57,3 watts par kilogramme, avec une capacité
d'environ 66 watts-heure par kilogramme.
Mise en comparaison, une batterie au plomb occupe 51 dm3 et ne possède
qu'une puissance massique de 8,8 watts par kilogramme et qu'une énergie
massique de 22 à 26,4 watts-heure par kilogramme.
La formule zinc-air est susceptibles d'être améliorée par
le perfectionnement des cellules et l'augmentation des quantités de zinc.
Elle devrait permettre d'atteindre la puissance massique de 176 watts par kilogramme
et l'énergie massique de 110 à 176 watts-heure par kilogramme.
Prototype GLOBE-UNION Maxima
break, batteries plomb/acide 12 V, 4350 pounds (1973 kg).
75 mph (121 km/h).
Chargeur embarqué G. & M. Power Plant Gainmaster
Il s'agit d'un chargeur spécial (battery booster en anglais),
destiné à fonctionner sur le véhicule, et constituant un
petit groupe électrogène à moteur thermique destiné
à augmenter le parcours permis, sans recharge, au véhicule électrique
à accumulateurs.
La photo montre le "Gainmaster" présenté par G. et M.
Power Plant Cie Ltd. L'idée de ce dispositif ne manque pas d'originalité
et peut surprendre. On dira "Le véhicule électrique a la
prétention d'éliminer le véhicule à moteur thermique
pour des raisons bien connues la lutte contre la pollution atmosphérique,
la lutte contre le bruit, la recherche de la souplesse et du rendement. Or,
le groupe électrogène introduit un moteur thermique sur la voiture
électrique...". Sans doute, mais il faut analyser exactement la
solution.
Dans l'état actuel de la question, et avant qu'on ait mis au point les
piles à combustible et les accumulateurs à forte capacité,
qui font les unes et les autres l'objet de recherches générales
très approfondies et pleines d'espoirs, il faut bien tirer le maximum
de ce que l'on a. Or, le maximum en matière de rayon d'action est très
défavorable. Si on ne l'atteint pas, on perd le bénéfice
d'un parcours déjà réduit, et si l'on veut l'atteindre,
on risque fort de rester en panne ou d'avoir une fin de parcours pénible,
surtout lorsque la possibilité d'accélérations avantageuses
peut conduire à des abus et réduire encore le rayon d'action normal.
Avec un groupe rechargeur sur la voiture, la sécurité est atteinte,
la souplesse n'est plus un vain mot, et le rayon d'action est augmenté.
Mais il ne faut pas perdre de vue les points suivants encombrement supplémentaire,
pollution, bruit et dépense.
L'encombrement est réduit puisqu'il s'agit d'un chargeur de faible puissance
cela est normal puisque ce dernier n'a qu'un caractère d'auxiliaire.
La place est choisie à l'arrière du véhicule, et le volume
utile du véhicule n'en est pas sensiblement affecté. On réalise
aisément la commande, l'évacuation des gaz et l'approvisionnement.
Le démarrage est évidemment obtenu à partir de la batterie
de traction.
La pollution de l'air est évitée par le choix, comme carburant,
du propane Calor, dont les gaz de combustion sont non toxiques et inodores,
et dont l'emploi évite le dépôt de carbone dans les cylindres,
sur les soupapes et dans l'huile de graissage. La voiture est équipée
de deux bouteilles de propane.
Le bruit est réduit par la mise en place du groupe dans un compartiment
insonorisé. Le bruit est léger et, dans les conditions normales,
ni le conducteur, ni les piétons ne le perçoivent pratiquement.
Il reste la question de la dépense. Le propane est plus cher que l'essence
et l'essence est plus chère que l'énergie électrique des
garages. Mettons bien la chose au point il ne s'agit que d'allonger le parcours,
de conserver la souplesse sans arrière-pensée, et d'avoir une
sécurité complète. Il ne s'agit pas de recharge, qui est
l'affaire des garages. Il reste entendu que le bon emploi suppose la batterie
à peu près complètement déchargée au moment
de la rentrée au garage on évitera cependant, grâce au chargeur,
l'épuisement sur route, avec les onéreuses dépenses de
dépannage.
Le parcours ou le nombre de démarrages peuvent être augmentés
de 60 à 100 % suivant la capacité de la batterie et la nature
du véhicule.
Véhicule urbain hybride MAZDA EX 005 au salon de Tokyo
Il est mû par un moteur électrique alimenté par une batterie,
maintenue en charge par une dynamo qu'entraîne un petit moteur à
piston rotatif tournant à régime constant.
L'EX 005, qui peut accueillir quatre personnes, est constitué de trois
éléments moulés en matière plastique : plate-forme,
intérieur et pavillon amovibles.
Les changements de direction, l'accélération et le freinage sont
commandés par un levier unique disposé entre les sièges
avant.
MBB Elektrotransporter (Messerschmitt Bolkow Blohm, Bosch, Varta, Bayer)
Un camion NISSAN EV-4H (batteries plomb-acide) parcourt 308 miles avec une seule charge.
Prototype SEAR'S AND ROEBUCK XDH-1
Base Fiat 128, batteries plomb/acide DieHard.
1970
Piles à combustible hydrox sur APOLLO 13 (NASA, avril).
Une explosion dans le réservoir d'oxygène du vaisseau spatial
mit ses piles hors service.
Pendant plusieurs jours, les trois astronautes (James Lovell, Fred Haise et
James Swigert) luttèrent pour leur survie dans leur capsule dangereusement
sous-alimentée, mais purent heureusement regagner la Terre sains et saufs.
AUTOETTE
Voiture électrique CGE Grégoire
Les laboratoires de Marcoussis (CEAC SAFT) ont travaillé sur les formules
traditionnelles des accumulateurs au plomb en développant des "couples"
à hautes performances tels que l'air-métal qui, en multipliant
l'énergie massique, permet d'emmagasiner 2,5 fois plus d'énergie
pour un même poids embarqué. Le rayon d'action du véhicule
est augmenté d'autant.
Des travaux très avancés concernent également les couples
sodium-souffre, correspondant à une énergie massique au moins
cinq fois supérieure à celle du couple au plomb.
Si de tels générateurs exigent encore de 10 à 15 années
d'étude et ne sont pas encore totalement adaptés aux conditions
de circulation actuelles, les piles à combustible, au méthanol
par exemple, sont en revanche susceptibles d'être mises en service pour
accéder au domaine des véhicules de tourisme. Cependant leur mise
au point définitive et l'abaissement du coût de revient demanderont
encore quelques années de recherche.
Contrôle commande du moteur
e contrôleur placé entre la batterie et le moteur permet de commander
la puissance prise à la batterie et fournie au moteur. La formule la
plus répandue est, à l'heure actuelle, les contrôleurs à
semi-conducteurs qui envoient des impulsions de courant dont la fréquence,
l'amplitude ou la durée permettent de moduler la puissance du moteur.
Les recherches faites par Alsthom en ce domaine ont permis d'apporter à
la voiture électrique une souplesse de conduite, un silence de fonctionnement
et une fiabilité qui assurent l'agrément et la sécurité
de la voiture.
L'avenir
Si, jusqu'à présent, comme le soulignait M. Chatenet, le véhicule
électrique n'a été qu'un sujet d'intérêt à
éclipses c'est, au fond, parce qu'on n'en avait pas réellement
besoin.
Pénurie de combustibles, lutte contre la pollution, l'actualisation de
l'énergie électrique s'accélère et s'affirme, précisément
le souci d'affranchir progressivement la production d'électricité
par rapport aux combustibles fossiles, notamment par le développement
de l'énergie nucléaire.
Les besoins en énergie nouvelle se développent parallèlement
aux besoins des transports et une spécification entre transports routiers
et citadins, individuels et collectifs, contribuera au succès de la voiture
électrique.
La voiture électrique CGE (J. POTHET ingénieur de la
Société FULMEN, Ingénieurs de l'Automobile, 7.1976)
Attentive depuis ses origines à toutes les applications de l'électricité,
la C.G.E. s'est intéressée aux voitures électriques lorsque
les circonstances l'y ont poussée.
Ainsi, en 1940, elle demandait à l'ingénieur Grégoire de
lui étudier une automobile spécialement conçue pour la
traction électrique, et elle sortait un élégant cabriolet
à deux places qui pesait sans accus 500 kg. Avec ses 400 kg d'accus (144
Ampères-heures - 96 Volts), cette voiture avait les meilleures performances
sur le marché : Vitesse : 55 km/h - autonomie : 100 km.
Le 11 septembre 1942, l'ingénieur Grégoire, pilotant une voiture
de série sur laquelle il avait monté 700 kg d'accus (280 Ampères-heures
- 96 Volts), établissait un record du monde. Sous le contrôle de
Monsieur Delpeyrou, contrôleur officiel de l'Automobile Club de France,
il parcourait 250 km sur la route Paris-Tours à plus de 43 de moyenne.
En 1970, les problèmes d'environnement remettent la voiture électrique
au premier rang de l'actualité. La C.G.E. charge alors la Société
FULMEN de construire un véhicule électrique, en tenant compte
de l'expérience acquise précédemment et en utilisant les
possibilités actuelles des techniques automobiles et électriques.
On demanda à l'ingénieur Grégoire d'étudier selon
sa technique un véhicule original, mécanique et carrosserie.
Les différents éléments de la propulsion électrique
sont le résultat des travaux de recherche de différentes filiales
du groupe C.G.E.
Les moteurs sont fournis par UNELEC, les variateurs électroniques par
E.V.R. (Eclairage des Véhicules sur Rail), la Société FULMEN,
"pilote" du programme, fournissant les accumulateurs au plomb.
I - DESCRIPTION DU VEHICULE
Ce véhicule est une mini-fourgonnette, 2 places, longueur : 3 m 30, largeur
: 1 m 34, hauteur : 1 m 41, poids total à vide : 940 kg dont 400 kg de
batteries, charge utile : 200 kg, soit 1 conducteur + 125 kg.
Les répartitions de poids sont les suivantes :
- Châssis équipé + carrosserie : 460 kg
- Batteries : 480 kg
- Equipement électrique (moteur, variateurs, etc.) : 80kg
- Total : 940 kg
Performances
- Vitesse maxi sur plat :
mode économique : 60 km/h
mode rapide : 75 km/h
- Accélération 0 à 30 km/h : 6,5 s
- Pente maxi gravie : 15 %
- Autonomie: de 60 km en circulation urbaine dense à 120 km en circulation
routière fluide.
Ceci se traduit par les consommations suivantes :
de 100 Wh/km/Tonne à 200 Wh/km/Tonne.
Chaîne synoptique du véhicule
Ainsi que le montre le schéma, la chaîne est composée :
- d'une source d'énergie ; dans le cas présent, accumulateur au
plomb ;
- d'un variateur électronique destiné à commander le moteur
;
- d'un moteur électrique ;
- d'un pont réducteur classique, monté en bout de moteur, et transmettant
le mouvement aux roues.
Implantation des matériels
- La batterie est implantée pour moitié (200 kg) à l'avant
du véhicule pour moitié à l'arrière. Cette solution
assure une bonne répartition des masses.
- Le moteur et le pont sont à l'arrière, ce véhicule étant
à traction arrière.
- Le variateur est situé dans la partie arrière du véhicule.
II - CARACTERISTIQUES MECANIQUES
Plate-forme
constituée par une carcasse interne composée de pièces
en alliages légers coulés.
Ces pièces solidement boulonnées entre elles, forment un ensemble
d'une exceptionnelle rigidité.
4 roues indépendantes
à l'avant par parallélogramme,
à l'arrière par bras tirés.
Suspension
pneumatique par pistons et coussins basse pression (Brevets J.-A. Grégoire).
Direction
à crémaillère.
Transmission
Ensemble réducteur dans un carter étanche comprenant deux pignons
hélicoïdaux plus couple conique Gleason.
Rapport de réduction 1/7,43.
Le réducteur est suspendu (type de Dion) avec deux arbres à cardans
transversaux.
Freins
hydrauliques Lockheed à tambour : diamètre 180 avant ; diamètre
225 arrière.
Roues
du commerce: 135 x 13.
Carrosserie
Fourgonnette avec porte arrière et 2 portes latérales coulissantes.
Carrosserie en résine synthétique renforcée fibre de verre.
III - ENSEMBLE DE PROPULSION ELECTRIQUE
- La propulsion du véhicule est assurée par un moteur attaquant
un pont-réducteur à l'aide d'un couple conique. Ce moteur est
du type à courant continu et excitation séparée.
- Un variateur électronique, commandant ce moteur, permet de réaliser
les fonctions suivantes :
- La variation progressive de la vitesse du moteur de O à V maxi.
- Le choix entre deux modes de fonctionnement (mode économique ou mode
rapide).
- La limitation de la vitesse du moteur à vide (en cas de rupture d'un
élément de transmission).
- La limitation de la vitesse du véhicule dans une descente en assurant
un freinage récupératif (recharge batteries).
- L'alimentation du moteur se fait à partir de la batterie, par l'intermédiaire
du variateur électronique, lequel est composé essentiellement
de deux découpeurs électroniques.
- Le premier découpeur, à thyristors, permet de faire varier la
tension d'alimentation (3 Volts à 96 Volts) de l'induit moteur en fonction
de la pédale d'accélérateur. Le courant d'induit est limité
à une valeur I max. (220 A).
- Le deuxième découpeur à transistors, permet de faire
parcourir les inducteurs par un courant proportionnel au courant d'induit, selon
une loi : i = aI + b, donnant ainsi au moteur les caractéristiques d'un
moteur série.
- Un accélérateur à cellule photo-résistive
(variation de résistance par variation de lumière), transmet au
variateur les informations reçues de la pédale d'accélérateur,
pour agir sur les découpeurs.
- Ce variateur reçoit également les informations de sécurité
interdisant les fausses manoeuvres, détecte les anomalies de fonctionnement,
les transmet à un thyristor dit "de court-circuit", lequel
provoque ainsi l'ouverture du circuit d'alimentation.
CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DE LA CHAINE
MOTEUR
Type : courant continu, excitation séparée ;
Tension d'alimentation : variable de 3 à 96 V ;
Régime de rotation : 4 500 t/mn à 60 km/h (mode économique),
5 600 t/mn à 75 km/h (mode rapide) ;
Puissance : 14,6 kW à 2400 t/mn (régime 1 minute), 5 kW à
4500 t/mn (régime unihoraire) ;
Poids : environ 36 kg ;
Régime de survitesse : 9 000 t/mn pendant 5 minutes ;
Refroidissement : air forcé
COMMANDE ELECTRONIQUE
a) de l'induit
Tension d'alimentation : 81 à 96 V ;
Tension minimale de sortie : 3 V ;
Courant maximal : 220 A (régime 1 minute).
b) de l'inducteur
Tension d'alimentation : 81 à 120 V ;
Commande à partir du courant d'induit : i = k I, 2 valeurs de K pouvant
être sélectionnées (mode économique et mode rapide)
;
Limitation inférieure pour le courant i d'excitation.
BATTERIE
Tension nominale : 96 V ;
Poids des éléments : 400 kg ;
Energie massique : 38 Wh/kg au régime de 5 h.
Les voitures électriques DAIHATSU à l'exposition d'Osaka (G.
Gory, Auto Volt)
Nous avons eu l'avantage d'une conversation avec M. Jacques BENEZECH, président
de la 4° section (équipements, électricité et électronique)
de la S.I.A. (Société des Ingénieurs de l'Automobile),
qui a fait un voyage d'information au Japon à l'occasion de l'Exposition
Internationale 1970 d'Osaka. De cette manifestation, qui a été
la plus importante du monde, car elle a reçu 70 millions de visiteurs
dont 4 d'étrangers, et qui était orientée par le thème
"Progrès et Harmonie pour l'Humanité", un esprit averti
comme M. J. Bénézech a rapporté une masse énorme
d'informations, dont nous voulons seulement exploiter brièvement la partie
relative à la traction électrique. Cette question est entre toutes
à l'ordre du jour, et son évolution, qu'on pourrait qualifier
de fatale, pourrait (il faudrait dire " devrait ") causer bien des
surprises, dans un nombre d'années restreint, au sens que prend cet adjectif
en matière de recherche fondamentale et technologique ; cela malgré
des prophètes qui ne veulent pas faire confiance à des techniques
qui mènent le monde. Ce qui se passe au Japon, pays d'une ascension industrielle
vertigineuse, et dont les chercheurs ont un sens pratique particulièrement
aiguisé, ne peut laisser indifférents nos lecteurs.
Le nombre des visiteurs et les dimensions du parc (4.300 m de tour) justifiaient
des mesures très spéciales. Les moyens de transport comprenaient
1° Un monorail très moderne à forte accélération
et forte décélération, possédant une vitesse de
pointe de 60 km/h, et ceinturant le parc de l'exposition. Ce mode de transport
déjà utilisé par ailleurs au Japon avait une automaticité
presque complète. Le conducteur, informé par des écrans
de télévision qui lui donnaient une image complète du convoi,
n'avait normalement qu'un geste à faire appuyer sur un bouton commandant
le cycle de démarrage, lorsque le signal de fermeture des portes avait
retenti.
2° Un réseau de transport à faible vitesse reliant les points
principaux. Ce réseau, de profil compliqué, était formé
par des trottoirs roulants placés dans des tubes climatisés et
placés de telle façon qu'ils donnaient de beaux aperçus
sur l'exposition, d'une hauteur variant de 3 à 8 mètres.
3° Un réseau de voitures circulant plus ou moins rapidement dans
les avenues suivant l'importance et l'urgence des transports, solution qui est
développée ci-après.
Les voitures à traction électrique
Le problème était d'avoir une pollution nulle, un silence complet,
un fonctionnement alliant la sécurité et la fiabilité.
C'était le problème de la traction électrique. Il a été
résolu avec 300 voitures munies de la classique batterie au plomb et
d'une commande électronique à impulsions, aujourd'hui classique
aussi, et dont nous avons donné à plusieurs reprises des exemples.
Il ne s'agissait pas de véhicules expérimentaux utilisant des
générateurs ultramodernes, mais en somme de véhicules actuellement
classiques et permettant un essai de masse.
Deux types de voitures électriques ont été conçus.
Le premier réalisait pour tous les pavillons un transport du personnel,
et pour le public un service de taxis utilisés notamment par des groupes
de personnes handicapées.
Le second fournissait un moyen de transport rapide pour la police, les pompiers,
les ambulances et les personnels divers d'intervention.
Le premier type, qui pouvait être conduit par n importe qui, avait une
vitesse limitée à 20 km/h. Le second avait une vitesse de pointe
assez élevée, pouvant atteindre 60 km/h. Le maître d'oeuvre
était Daihatsu.
Deux cent cinquante voitures lentes ont été construites leur modèle
est représenté par la figure ci-dessus. Elles étaient peintes
de couleurs différentes suivant l'affectation. Elles ont circulé
en permanence pendant six mois. Leurs caractéristiques étaient
les suivantes :
Poids total 980 kg, batteries au plomb de 96 V, 125 Ah t 280 kg, énergie
massique des accumulateurs 42 Wh/kg.
Moteur de 1,5 kW avec pointe de 3 kW (par exemple pour le franchissement des
pentes à pleine charge), commande électronique par impulsions.
Vitesse maximale 20 km/h, vitesse de trafic 5 à 15 km/h, rayon d'action
145 km.
Soixante véhicules rapides donnaient des performances plus élevées.
Leurs batteries étaient les mêmes que celles des véhicules
lents, mais il y avait neuf batteries au lieu de huit. Les caractéristiques
étaient les suivantes :
Poids total 1 tonne, batteries au plomb de 108 V, l25 AQh, 315 kg.
Moteur de 3 kW, capable de surcharge, commande électronique par impulsions.
Vitesse maximale 69 km/h, vitesse de trafic 5 à 45 km/h, rayon d'action
entre 80 et 120 km suivant la vitesse utilisée.
La recharge
La recharge était effectuée en principe dans un garage situé
près de la gare du monorail par une centaine de chargeurs automatiques.
Il fallait 5 à 6 heures pour la recharge dans le cas d'une décharge
complète. La charge était effectuée pendant la nuit mais
des recharges rapides étaient prévues dans la journée,
en particulier pendant l'heure du déjeuner.
Le bilan
Le 9 septembre, soit quatre jours avant la fermeture de l'exposition, M. J.
Bénézech a pu faire le bilan des opérations avec les dirigeants
de l'organisation s'occupant de la charge et de l'entretien. Il a pu poser les
questions utiles et conduire des véhicules. A part des accidents mineurs
demandant de menus travaux de carrosserie, il n'y a pas eu d'incidents notables.
Beaucoup de voitures atteignaient des parcours journaliers de 125 à 135
km. La construction était soignée et le silence remarquable à
toutes les vitesses. Aucune batterie, aucun moteur, aucune commande électronique
n'a été changé. Le prix de revient du kilomètre
parcouru a été égal environ au quart de celui qu'auraient
donné des voitures à moteurs thermiques équivalentes.
L'expérience a été très concluante et des constructeurs
comme Daihatsu et Toyota vont en tirer les conséquences. Des prototypes
sont en cours de réalisation.
Perpectives
La carte de la lutte antipollution va être jouée vigoureusement
au Japon, où la pollution croît d'une manière très
alarmante, étant donné le très vif développement
de toutes les industries, métallurgiques, chimiques, automobiles, électroniques
et autres. Le Gouvernement et le public sont alertés. Une remarque personnelle
de M.J. Bénézech vaut d'être rapportée.
Alors qu'au cours d'un voyage effectué en 1964, il avait pu admirer à
plusieurs reprises le célèbre et national Fusi-Yama, il n'a pas
pu le voir en entier en 1970, à cause de l'apparition d'une sorte de
brume sur la côte du Pacifique, due à l'humidité et à
la densité des établissements industriels, dont l'activité
a doublé en six ans.
Aussi les recherches sur les générateurs électrochimiques
sont-elles très actives. La Société Sony, par exemple,
a établi un prototype de pile zinc-air, utilisant le zinc en poudre,
et qui, après avoir donné 25 W/kg, dépasse actuellement
35 W/kg. La consommation de zinc est de 1,4 kg par kW/h. Il y a récupération
des oxydes et hydroxydes de zinc et aussi de l'électrolyte, en vue de
régénérer les matières. Des bureaux de recherche
importants sont créés.
Trois piles à combustible étaient présentées à
Osaka.
Le robot d'exploration LUNOKHOD 1 se pose sur la lune, dans la mer des
Pluies, le 17.11.1970.
missions Luna 17 à 24
recueil de roches lunaires et examen des propriétés du sol.
Lunokhod roule 10.5 km sur la lune.
MERCEDES-BENZ Electrobus à propulsion bi-mode (Mercedes-Benz, Bosch-Varta)
Prototype de voiture de ville MINIPHO
PEUGEOT signe un accord avec Alsthom pour l'application de l'énergie électrique à l'automobile
1971
Lors d'un colloque sur la traction électrique à Erevan, avec les
savants tchèques et bulgare, les techniciens soviétiques ont présenté
un électromobile (agence Tass, 11.1971)
La Grande-Bretagne active la mise au point de la voiture électrique (10)
La United States Post Office utilise des fourgons anglais électriques
HARBILT
programme pilote à Cupertino, California Post Office
A la suite de cet essai, positif, la United States Post Office commande 350
fourgons Jeep électriques à AM General Corp, division d'American
Motors.)
GENERAL MOTORS Sunraycer vainqueur du raid Darwin-Adelaïde
21 concurrents, 3005 kilomètres parcourus en 44 heures et 54 minutes, à
la moyenne de 66,92 km/h (deuxième Ford à... 900 km !). Déjà, au cours du prologue,
le Sunraycer avait imposé sa loi avec Vitesse de pointe 113 km/h au cours du
prologue (seul prototype à pouvoir dépasser 100 km/h) Panneau solaire comprenant
7 200 cellules avec un pouvoir de conversion énergétique de 16,5 %, puissance
de 1 kW sous une tension de 150 volts (soleil au zénith).
Groupe d'accumulateurs rechargeables composé de 68 éléments zinc/argent (1,5
volt et 25 Ah chacun) ne pesant que 36 kg, soit 1/5e d'un ensemble classique
plomb/acide de mêmes prestations. Châssis en tubes d'aluminium et carrosserie
en matériau composite, poids 330 kg.
LUNAR ROVER VEHICLE, missions Apollo 15, 16 et 17, 1971-1972 BOEING
Co, composants Delco Electronics (GM)
- Apollo 15 : du 26.7 au 7.8.1971. 12 j 7 h 11 min 53 s. David Scott, James
lrwin et Alfred Worden (MC). 30.7 le Lemsepose dans la mer des Pluies, au pied
des Apennins. Scott et Irwin font un séjour de 66 h 55 min, utilisant
la "Jeep lunaire" pour 3 sorties (18 h 35 min, 28 km parcourus) ;
4.8 retour ; 7.8 amerrissage ; 76 kg de roches rapportées.
- Apollo 16 : du 16 au 27.4.1972. 11 j 1 h 51 min. John W. Young, Charles Duke
Jr, Ken Mattingly II (MC) ; 21.4 le Lem se pose près du cratère
Descartes; séjour de 71 h (3 sorties de Young et Duke : 20 h 15 min ;
26,7 km parcourus) ; 27.4 : retour ; 95,4 kg de roches rapportées.
- Apollo 17 : du 7 au 19.12.1972. 12 j 13 h 52 min. Eugen Cernan, Ronald Evans,
Harrison Schmitt (géologue) ; 11.12 le Lem se pose dans les Monts Taurus
prèsdu cratère Littrow, séjour 74 h 59 min (3 sorties de
Cernan et Schmitt : 22 h 04 min ; 36 km parcourus); 17.12 sortie dans le vide
(Cernan) au retour; 117 kg de roches rapportées.
les vols Apollo 12 à Apollo 17 nont eu lieu que pour utiliser
les fusées Saturn déjà existantes, les explorations scientifiques
effectuées servaient seulement à justifier les expéditions.
Les appareils de liaison Terre-Lune ont été débranchés
le 1.10.1977, les kilomètres de bandes magnétiques enregistrées
ont été mises de côté et, sur les 382 kg de roches
lunaires stockées, environ 350 kg nont pas été analysés.
Apollo XV et l'automobile extra-terrestre
Les techniciens de la voiture peuvent admirer au Salon de l'Automobile un exemplaire
de véhicule extra-terrestre du modèle de la mission lunaire Apollo
XV, qui a exploré, sur notre satellite, les voisinages de la crevasse
Hadley et des Monts Apennins, en juillet 1971. Nos lecteurs ont certainement
suivi les exploits admirables de cette mission, avec une attention qui n'a probablement
pas eu l'acuité de celles qu'ils ont appliquées aux exploits précédents,
mais qui a été avivée par l'intervention, en première
cosmique, d'une automobile destinée à l'exploration de la Lune
par des astronautes, automobile étant pris au sens que nous attribuons
sur terre aux véhicules à roues qui se meuvent en restant en contact
avec sa surface et en transportant des personnes. Il ne faut pas oublier, en
effet, que depuis le 11 novembre 1970, le Lunokhod soviétique se déplace
sur la Lune ; mais il s'agit d'un robot mobile et non d'un véhicule au
sens habituel du mot (Le problème du robot est certainement encore plus
difficile que celui du véhicule).
Il n'est pas sans intérêt de philosopher un peu sur cet événement
sensationnel, et pour cela de rappeler très sommairement ce que nos lecteurs
ont pu lire dans la grande presse d'information ou dans la presse technique.
La mission Apollo XV est la quatrième comportant un contact humain avec
la Lune après les missions Apollo XI, XII et XIV, mais c'est la première
où l'effort des astronautes opérant hors de la capsule et du LEM
a été amplifié par l'emploi d'un véhicule automobile,
comme il le sera au cours des missions futures Apollo XVI et XVII. Pour atteindre
ce résultat, la fusée porteuse à trois étages Saturne
V a lancé vers le ciel un astronef Apollo XV de plus de 35 tonnes, composé
lui-même d'une capsule Endeavour (ce qui signifie effort) élément
central destiné à ramener les astronautes sur terre, et d'une
navette lunaire, le LEM, dont le nom propre était Falcon (ce qui signifie
faucon). Dans la soute du LEM était repliée une automobile à
traction électrique désignée par "Lunar Roving Vehicle",
ou L.R.V., ou Lunar Rover, ou Rover, ou encore familièrement par Jeep
lunaire, ou "Moon Buggy". On sait que les parties de l'astronef ont
eu les destins suivants la capsule est revenue sur terre avec l'équipage
(Scott, Irwin, Worden) ; le LEM, mission accomplie, s'est écrasé
sur la Lune, utile une dernière fois dans l'étude de la transmission
des ondes de choc dans la masse du satellite ; la Jeep est restée sur
son sol. L'utilisation du L.R.V. a permis, et permettra encore au cours des
missions XVI et XVII d'économiser les forces des astronautes, c'est-à-dire
de prolonger leur action hors du module, d'accroître la masse des équipements
scientifiques à mettre en oeuvre, et de recueillir plus d'échantillons.
Le Rover en stationnement : L'astronaute Irwin est à côté
du véhicule arrêté près de la navette lunaire ; la
voiture est vue de l'arrière. Dans le fond, le Mont Hadley (photo USIS).
L'ombre du premier plan est sans doute celle du LEM. On remarque quatre appareils
qui dépassent nettement la masse du véhicule. Ce sont, de gauche
à droite l'antenne de TV à haut gain en forme de parapluie à
l'envers, l'antenne à faible gain pour la parole et les signaux, le pénétrométre
auto-enregistreur pour l'étude du sol, la rallonge des outils.
Le poids de la Jeep était de 217 kg sur la terre (pour éviter
cette dernière précision, il suffirait de dire que sa masse était
de 217 kg). Elle pouvait porter une charge utile d'environ 480 kg (dont environ
180 pour chaque astronaute et son équipement, 90 de matériel scientifique
et 30 d'échantillons minéraux, ces chiffres étant des masses
en kg). Sur la Lune, la Jeep ne pesait plus que 27 kg.force.
Sa force motrice provenait de deux batteries non rechargeables de 36 V chacune,
de la variété argent-zinc, capable l'une ou l'autre de fournir
l'énergie nécessaire pour la marche. La force motrice était
transmise à chaque roue par un moteur électrique d'un 1/4 de cheval,
qui lui était spécialement affecté, et qui était
un moteur à courant continu avec collecteur et balais.
Le véhicule lunaire n'avait pas de pneumatiques, étant donné
notamment l'emploi sur terrain spécial dans le vide. Chacun pesait 5,5
kg, et était constitué par une résille de fil d'acier,
avec renforcement en titane.
Pour le pilotage, on disposait d'un petit "manche à balai"
en forme de T, suivant un principe voisin de celui de la "voiture électronique"
des frères Jarret.
Il n'était pas question d'une forme aérodynamique, étant
donné qu'il s'agissait d'un véhicule lent et d'un déplacement
dans le vide. Mais il y avait des "garde-poussière" pour protéger
les conducteurs et les matériels de la poussière lunaire si gênante.
L'autonomie de marche était de 72 km environ pour 78 h de marche. En
fait, il y a eu trois sorties totalisant 28 km. Le véhicule pouvait faire
16 km/h au maximum en plat, avec une vitesse normale de l'ordre de 50 km/h,
et tourner avec un rayon de braquage de 3 m. Des moteurs auxiliaires étaient
utilisés pour la direction. Le véhicule lunaire pouvait gravir
des pentes de 25°, franchir des obstacles de 30 cm ou des crevasses de 70
cm, s'incliner sur le côté ou en avant à 45° sans basculer.
La Jeep repliée dans le compartiment inférieur du LEM occupait
l,65 x 1,49 m. Les roues motrices se déployaient automatiquement à
l'ouverture du compartiment pour être en ordre de marche, en ne demandant
aux astronautes que l'effort sur quelques leviers de verrouillage. Les sièges
et l'appareillage se verrouillaient automatiquement. Le véhicule occupait
alors une surface de 3 x 1,80 m.
Un véhicule d'entraînement pour la terre a constitué une
version du véhicule lunaire, avec des moteurs d'un cheval, nécessaires
dans une plus grande pesanteur, des pneumatiques classiques, et une batterie
rechargeable au cadmium-nickel.
La base Hadley : L'astronaute lrwin, d'Apollo XV, contrôle l'équipement
du véhicule lunaire à côté du LEM ; la voiture est
vue de l'avant. A l'arrière plan, au centre on voit le cratère
Saint-George, à environ cinq kilomètres, au pied des Monts Apennins
(photo USIS). L'absence d'une atmosphère, qui sur la Terre permet d'évaluer
la distance par "perspective atmosphérique", trouble l'appréciation
de cet éloignement.
Tout cela a coûté fort cher. Pour la mission Apollo XV, il
a été dépensé 445 millions de dollars, soit 2,5
milliards de francs actuels. Les dépenses pour la Jeep se sont élevées
à 39 millions de dollars, y compris les frais d'étude, les essais,
et la réalisation de huit prototypes (dont celui destiné à
l'entraînement sur terre).
La présence dans l'astronef de systèmes de propulsion à
réaction et à roues peut conduire à une méditation
sur les transports dans le cosmos, y compris notre minime planète. On
peut trouver une telle méditation prétentieuse ; mais nous pensons
qu'il n'est jamais inutile de comparer, de classer, de réfléchir.
Pour classer un véhicule, on peut partir de l'état physique de
l'espace dans lequel ou sur lequel il se meut : espace solide, liquide, gazeux
ou vide, ou surface de séparation de deux états (par exemple solide
et eau, solide et vide, etc.). Il faut distinguer aussi le phénomène
physique sur lequel on se base pour assurer la propulsion : adhérence,
gravitation, effet de vis, réaction, pression, fluidité, etc.
Il faut tenir compte aussi des quantités d'énergie à mettre
en jeu. On ne prend pas un marteau-pilon pour écraser une mouche, ni
une fusée Saturne pour pousser une motocyclette...
Par exemple, sur notre terre ou dans son ambiance, il peut être question
de se déplacer à très haute altitude, c'est-à-dire
dans le vide, au moyen de la fusée dans l'air on pensera à la
vis de l'hélice, ou à des réacteurs, voire à des
fusées quand on veut échapper à l'attraction terrestre.
A la surface de séparation de l'eau et de l'air, on se sert des bateaux,
avec utilisation de la pression du vent sur les voiles, d'une hélice
placée dans l'air ou dans l'eau, ou d'une roue à palettes. A la
surface de séparation de la terre et de l'air, on utilisera les classiques
voitures automobiles, avec emploi de la roue, grâce à l'adhérence
et à la pesanteur. Dans l'eau, l'hélice du sous-marin est tout
indiquée. Le piéton utilise la pesanteur et l'adhérence,
comme le cheval. A la surface de séparation de la terre et de l'eau,
un véhicule submersible peut employer également la pesanteur et
l'adhérence. Et dans la terre solide ? On peut assimiler à un
véhicule ces engins de forage des tunnels, qui, à l'imitation
des taupes, désagrège devant eux la roche solide, et la rejette
derrière eux pour progresser, ou plutôt pour faire progresser le
tunnel ; à la vérité ce sont plutôt des machines-outils
que des véhicules.
Dans l'espace intersidéral, on utilise la fusée, c'est-à-dire
la réaction. Mais on fait aussi emploi de la gravitation qui, si elle
demande un effort quand on veut la vaincre pour lui échapper, devient
une force motrice quand on veut aller dans le même sens. Il faut la fusée
pour s'éloigner de la terre, mais la gravitation devient motrice quand
on se rapproche de la Lune, un point de gravitation nulle se trouvant entre
les deux astres.
En gros, quand il s'agit d'échapper à une gravitation dans un
fluide ou dans le vide, on emploie la réaction, parce que capable de
poussées formidables, et surtout parce que capable de les exercer dans
le vide, puisque le milieu est le vide quand on s'éloigne de la terre,
tout en étant encore soumis à son attraction. Quand on se meut
sur une surface solide à peu près perpendiculairement à
la direction de la gravitation, on fait appel à l'adhérence qu'elle
donne sur une surface solide opposée à sa direction. Quand il
s'agit de se déplacer dans un fluide suffisamment dense, sans vouloir
échapper à la gravitation, on utilise la vis, c'est-à-dire
l'hélice.
Ce classement fait intervenir l'opération mécanique ultime ou
la plus apparente, car il est bien évident que, dans l'automobile par
exemple, la force motrice peut venir soit d'un moteur à explosions, soit
d'un moteur électrique alimenté par un générateur
électrochimique. Dans les deux cas, la force motrice appliquée
aux roues fera intervenir l'adhérence, résultant elle-même
de la pesanteur.
Dans l'obus (style Jules Verne) considéré comme un véhicule
pour milieu fluide ou vide, on voit la pression pousser le mobile comme fait
une voile pour un bateau. Dans la fusée au contraire, qui a un effet
"canon" quand le mobile est dans un fluide où les gaz trouvent
un appui sur une matière douée d'inertie, c'est l'effet "quantité
de mouvement" qui intervient quand le fluide où se déplace
l'obus disparaît pour être remplacé par le vide. Le gaz et
le projectile partent en sens inverses, en fonction de leurs masses respectives.
On voit apparaître l'idée de la source d'énergie, thermique,
chimique, électrochimique, électrique, nucléaire. Et pour
cette source, il faut considérer non seulement la quantité d'énergie
qu'elle peut fournir en tout, problème d'énergie massique, mais
encore la quantité d'énergie qui peut être produite pendant
l'unités de temps, c'est-à-dire la puissance massique. Dans le
cas des très fortes puissances c'est évidemment l'énergie
nucléaire et l'énergie chimique qui prennent les premières
places. Les explosions nucléaires et les poussées des fusées
de lancement des astronefs sont de bons exemples mais l'énergie chimique
est plus facile à discipliner pour l'instant.
Pour des puissances moyennes ou faibles les sources d'énergie thermique
ou électrique sont intéressantes. Les moteurs des véhicules
automobiles classiques sont utilisables. Mais une distinction est encore à
faire si le milieu peut fournir un des éléments de réaction,
le comburant, le cas est avantageux. Si le problème se pose pour le vide,
il faudra donner au moteur à la fois un combustible et un comburant.
C'est le cas pour les piles à combustibles qui donnent l'électricité
et l'énergie à bord des astronefs ; ces derniers doivent recevoir
non seulement l'hydrogène, mais aussi l'oxygène.
Dans le cas du voyage de la Terre à la Lune, l'astronef ne peut compter
sur toute sa trajectoire que sur la fusée pour échapper à
la gravitation de la terre, parce que seule la réaction est capable d'intervenir
pendant le trajet dans le vide, et de donner la poussée suffisante. L'astronef
bénéficie ensuite de la gravitation de la Lune pour se mettre
sur une orbite autour de notre satellite. Pour quitter cette orbite et descendre
sur la Lune, puis pour remonter vers la capsule, il faut encore la fusée
et son impulsion, en vue, soit de freiner la descente sur la Lune, soit de vaincre
son attraction, soit de regagner la Terre. Mais quand le piéton astronaute
foule le sol du satellite et se trouve sur une surface à peu près
horizontale (par rapport à la direction de la gravitation lunaire) à
la séparation entre l'espace solide et le vide, il peut utiliser pour
se mouvoir, comme sur la terre, la progression par adhérence, celle-ci
étant moins forte que sur la terre pour les mêmes surfaces en contact,
car la pesanteur est beaucoup plus faible. Encore faut-il choisir entre les
manières d'utiliser l'adhérence faut-il imiter la marche des animaux
et celle de l'homme ? Faut-il sauter à l'imitation des sauterelles et
des kangourous, ce qui serait facilité par la faiblesse de la pesanteur
? Faut-il glisser, en faisant intervenir l'adhérence ou la réaction,
ou une vis ? (le glisseur serait actionné par un réacteur, car
il faut éliminer l'hélice, puisqu'il n'y a pas d'air, et le tracteur,
car on ne ferait que déplacer le problème). Faut-il tout simplement
rouler ? Le problème posé recevra-t-il alors sa solution par quatre
ou six roues, ou par des chenilles ?
Le choix s'est arrêté sur quatre roues motrices et directrices
pour le véhicule lunaire. En ce qui concerne la force motrice, il ne
pouvait être question de la réaction, pour la pratique et le bon
rendement. Un moteur thermique à explosions poserait des problèmes
complexes, notamment parce que le comburant ne se trouverait pas sur la Lune,
sans atmosphère. Le générateur électrochimique avec
moteurs électriques était tout indiqué suivant un plan
général déjà employé sur Terre. Mais la mise
en oeuvre posait des problèmes nombreux et ardus, sur les solutions desquels
nous consacrerons un article prochain ; mais il est facile d'en donner une idée.
En considérant que la pesanteur sur la Lune est environ le sixième
de celle de la Terre, on déduit que les efforts de roulement sont nettement
plus faibles, et que la résistance due aux pentes l'est également.
On peut ajouter que la résistance de l'air est inexistante. Mais comme
la masse est exactement la même que sur Terre les forces d'inertie sont
les mêmes, avec les mêmes problèmes d'accélération
et de freinage. L'adhérence est diminuée en proportion de la pesanteur.
L'absence d'atmosphère est un élément important de décision
en ce qui concerne ce qui doit remplacer les pneumatiques. Quant aux variations
énormes de température, elles posent de façon très
particulières, en rapport avec l'existence du vide, les problèmes
du graissage et des moteurs, et même de tout le véhicule. Nous
en reparlerons.
Les victoires remportées par les techniciens de l'automobile dans la
présence du L.R.V. de la mission Apollo XV confèrent au véhicule
à traction électrique un prestige accru, une confirmation éclatante
de sa docilité, de sa souplesse et de sa fiabilité. L'expédition
a constitué un banc d'essai qui a conduit à une table rase des
habitudes et des solutions classiques, pour le plus grand bien du progrès
général.
G. GORY, AutoVolt, septembre 1971
Véhicule expérimentale ACL TEILHOL
Deux moteurs électriques, batteries plomb/acide.
structure métallique, coque en polyester stratifié; longueur 2.60
m.
Projet d'une évolution monocoque à trois roues.
URBANINA Primavera, Berlinetta et Minigip
Moteur électrique 1 kW, 24 V, 3 batteries d'accumulateurs, 170 Ah.
Roues arrière motrices.
La propulsion électrique à l'essai chez VOLKSWAGEN
Volkswagen Commercial, avec Bosch et Varta
1972
Voiture de ville DAIHATSU BCX II
Voiture de record EAGLE-PITCHER, 152 mph (244.568 km/h)
ELECTROSPORT (1972-1976)
Premier prototype MERCEDES de voiture "électrifiée".
ROCABOY des ingénieurs Marcel Rocaboy et Georges Kirchner
variateur de puissance pour rouler en souplesse, chargeur embarqué utilisable
sur une prise 220 V EDF, batteries logées dans le châssis pour
abaisser le centre de gravité,
280 véhicules commercialisés de 1972 à fin 1992 (Marques
Rocaboy ou Volta), dont le véhicule des pompiers du Louvre (aucun gaz
d'échappement ne venant souiller les oeuvres exposées).
Marcel Rocaboy, le père de la voiture électrique moderne (Marc Bourhis, Auto
plus, 23.2.1993)
Depuis plus de vingt ans, le credo de Marcel Rocaboy s'appelle voiture électrique.
Il en fut le pionnier des versions modernes. Aujourd'hui, il est constructeur
de véhicules électriques à part entière. La voiture électrique, que n'a-t-il
fait pour elle ! Marcel Rocaboy mériterait que la fée Electricité lui érige
une statue, tant il lui a consacré de temps et d'argent. Cet ingénieur-mécanicien
aurait pu se contenter de préparer des voitures pour la compétition, sa passion
première. Mais, en 1972, les feux de l'actualité le présentèrent comme l'inventeur
génial d'une voiture de ville électrique. Née trop tôt Long de seulement 2,85
m, doté de cinq portes dont un hayon, conforme aux normes routières alors en
vigueur, ce prototype tranchait résolument sur la production de l'époque : un
monocorps, à qui il ne manquait que quelques rondeurs pour ressembler à une
Twingo. Le journal l'Equtpe avait titré "La plus petite voiture du monde". Un
quotidien suisse s'interrogeait : "Verra-t-on ces minis--taxis dans les rues
de Genève ?". Mais l'euphorie fut de courte durée. Trop en avance sur son temps,
cette voiture électrique se retrouva bien vite rangée au rayon des curiosités.
Pourtant, elle innovait totalement en matière de traction électrique, possédant
déjà ce qui fait les véhicules électriques modernes. Alors, échec sur toute
la ligne ? Pas tout à fait : associé avec un autre ingénieur, Georges Kirchner,
Marcel Rocaboy avait profité du développement de ce prototype pour faire breveter
diverses inventions qui lui serviraient par la suite. A l'époque, souligne-t-il,
on avait en théorie tout ce qu'il fallait pour faire une voiture électrique.
Seulement, question souplesse de conduite, c'était nul. Les véhicules électriques
étaient soit trop puissants - et ils démarraient systématiquement en faisant
crisser les pneus - soit pas assez - et l'accélération répondait avec un temps
de retard. Marcel Rocaboy a donc mis au point tous les éléments que l'on trouve
aujourd'hui sur les plus modernes engins électriques : le variateur de puissance
pour rouler en souplesse, le chargeur embarqué utilisable sur une banale prise
220 volts, sans oublier les batteries logées dans le châssis pour abaisser le
centre de gravité. Toutes ces innovations, Rocaboy et Kirchner allaient les
adapter à des véhicules utilitaires. Cela, après qu'EDF et autres leur aient
bien fait comprendre qu'ils étaient arrivés trop tôt sur le marché du véhicule
électrique grand public. Mais là aussi, ces deux pionniers, demeurés garagistes,
"car il faut bien vivre", n'étaient pas au bout de leurs déboires. En fait,
après maintenant plus de vingt ans d'expérience dans le véhicule électrique,
Marcel Rocaboy a tout compris : " Le véhicule électrique, jusqu'à présent n'était
qu'un épouvantail qu'on agitait au moment des chocs pétroliers. En 1978, par
exemple, en tant que constructeur indépendant, nous avions remporté un concours
organisé par le GIVE (Groupement Interministériel pour le Véhicule Electrique)
visant à attribuer le marché du parc de véhicules électriques administratifs.
Résultat, pas une seule commande dans les années qui ont suivit". Ne restait
plus qu'à démarcher soi-même auprès des entreprises privées, des mairies et
des sites de fonction publique. Une méthode que Marcel Rocaboy continue d'appliquer.
Il a ainsi commercialisé 280 véhicules différents, à son nom ou sous la marque
Volta, dont des fourgonnettes de pompiers intervenant au musée du Louvres. Même
s'il a abandonné l'idée de construire une voiture électrique grand public, Marcel
Rocaboy a mis tous ses espoirs dans l'utilitaire : "L'engouement actuel pour
la traction électrique me semble plus durable". Du coup, ce passionné a pris
un nouveau risque en abandonnant son garage parisien, voici deux ans, pour n'être
plus dorénavant que constructeur de voitures électriques, son rêve.
TEILHOL Citadine présentée au Salon de Paris 1972, commercialisée
en 1973 (version utilitaire).
Les Etablissements Teilhol ont dévoilé au salon 1972 (octobre)un
véhicule urbain à traction électrique.
Avec sa porte avant, et sa silhouette ovoïde, la "Citadine" fait
penser à l'Isetta.
Sa carrosserie est réalisée en polyester sur un châssis
en tube soudé.
L'autonomie oscille entre 75 et 100 km.
Il existe une version utilitaire.
moteur électrique à courant continu 48 V à excitation
séparée, vitesse de rotation 4 000 tr/mn. 8 Batterie 12 V (6 V
sur Messagette), 275 Ah (220 Ah).
transmission du mouvement par deux étages de réduction à
la roue arrière.
Freins à tambours à l'avant et à l'arrière.
Suspension avant à ressort à lame, arrière à ressort
hélicoïdal.
Longueur 212 cm (230 cm), largeur 138 cm, hauteur 155 cm, poids 500 kg, 50 km/h.
Version Handicar pour handicapés.
J'ai conduit la Citadine (Alain Costa, l'Auto Journal, 15.10.1972)
Pour moi, l'électricité est indissolublement liée à
un souvenir d'enfance. Le Palais de la Découverte venait d'ouvrir ses
portes et j'y allai traîner mes culottes courtes jusqu'à me retrouver,
en compagnie de mes condisciples, face à un conférencier aussi
enthousiaste qu'hermétique qui tentait de nous initier aux plaisirs des
électrons. Je vois et j'entends encore ce brave homme qui, désireux
sans doute de nous plonger d'emblée dans l'intimité de sa science,
s'était placé entre deux énormes barres de cuivre, les
bras levés. D'une voix haut perchée, il s'écria :
"Mes chers petits, voici le pôle positif et voici le pôle négatif..."
Et, ce disant il posa successivement l'une et l'autre mains sur chacune des
deux barres. Il y eut un très bref éclair, un indicible moment
de confusion et le conférencier se figea dans une attitude à la
fois empesée et rêveuse qui fit place un fléchissement généralisé
lorsque le courant fut coupé. Quant à moi, je crois que j'en ris
encore.
Si je vous raconte cette anecdote, c'est essentiellement en vue de vous prouver
à quel point je suis qualifié pour effectuer l'essai d'une voiture
électrique. Conçue et réalisée par les établissements
Teilhol, la "Citadine" se présente sous l'amusant aspect d'un
petit berlingot à trois roues, large de 1,38 mètre, long de 2,12
mètres et haut de 1,55 mètre. Les deux roues avant suspendues
par un ressort à lame transversal sont directrices tandis que la puissance
est transmise au sol par l'unique roue arrière suspendue par ressort
hélicoïdal. Le châssis est en tubes soudés tandis que
la carrosserie est réalisée en stratifié de polyester teinté
dans la masse avec, en plus, une large bande de caoutchouc en guise de ceinture
de caisse.
La Citadine offre deux places côte à côte auxquelles on accède
grâce à une immense portière formée par la quasi
totalité du panneau avant qui se soulève à la verticale,
sans effort. Toutefois, la colonne de direction ainsi que les projecteurs demeurent
en place et l'aération est assurée par deux glaces latérales
coulissantes.
Côté mécanique, ou plutôt électrique, le moteur
est un groupe à courant continu 48 volts tournant normalement à
4 000 tr/mn et qui transmet son mouvement à la roue arrière, au-dessus
de laquelle il est placé, par l'intermédiaire de deux étages
de réduction, la transmission étant assurée par chaîne.
La source d'énergie est puisée dans huit batteries au plomb d'une
capacité totale de 190 Ah, bien entendu rechargeable sur le réseau
110 ou 220 volts à l'aide d'un redresseur.
Pendant une heure, j'ai circulé dans les encombrements parisiens au volant
de la Citadine et je dois dire que sa simplicité est bien reposante.
Une clé de contact ; un interrupteur avant, neutre, arrière ;
une pédale de frein ; un frein à main et un accélérateur...
c'est tout. L'autonomie garantie par le constructeur oscille entre 50 et 75
km, ce qui, dans la plupart des cas, suffit à circuler durant une journée
entière.
La Citadine que j'avais à ma disposition était l'un des trois
premiers prototypes réalisés par les établissements Teilhol
et il est certain qu'une mise au point supplémentaire s'impose. Ainsi,
j'ai réalisé en quelques minutes qu'un moteur électrique
pouvait être bruyant lorsqu'il est mal insonorisé et que sa traditionnelle
souplesse est mise en échec lorsque la pédale d'accélérateur
est trop dure et manque de progressivité. La géométrie
du train avant pourrait également être revue afin d'améliorer
la stabilité en ligne droite et sans doute une direction plus directe
augmenterait-elle encore la maniabilité. Des amortisseurs à double
effet un tantinet plus fermes tueraient dans l'oeuf toute tendance au tangage
et, ainsi bichonnée, la Citadine deviendra un engin fort sympathique
à utiliser.
Pour l'instant, il m'a déjà été donné d'apprécier
sa nervosité au démarrage mais le fonctionnement des deux étages
de réduction n'était pas absolument satisfaisant et le couple
était tel qu'en "première", la chaîne avait tendance
à déraper sur son pignon d'entraînement. A part cela, il
est certain que l'on se faufile partout dans des conditions d'aisance surprenantes,
que l'on se range dans un mouchoir de poche, face au trottoir et que le volume
libre à l'arrière suffit pour le petit shopping, sans oublier
qu'il existe une version "break" moins élégante mais
de plus grande contenance.
Il semblerait que les promoteurs de la Citadine aient l'intention de monter
successivement dans plusieurs villes de France des entreprises de location mettant
à la disposition des utilisateurs un matériel absolument inédit,
sans que le particulier ait besoin d'effectuer un investissement malgré
tout important (de l'ordre de 8000 francs semble-t-il). Il est certain par ailleurs
que sur les 500 kg que pèse le véhicule en ordre de marche, les
250 kg de batteries représentent une lourde servitude. Lorsque la pile
à combustible sera commercialisée, ce problème sera résolu
ainsi que celui de la recharge. Pour l'instant, il faut disposer d'une prise
de courant pour la nuit car, s'il est vrai qu'on peut penser à des techniques
de recharge rapide, il est non moins certain qu'elles abrègent la vie
des éléments.
La Citadine électrique est la voiture antipollution par excellence mais
c'est au public qu'il appartiendra de la plébisciter, en raison de ses
dimensions réduites, de son silence et de sa facilité d'emploi
et ce, en dépit de son prix ainsi que de la nécessité d'une
longue recharge, à moins d'envisager des bacs de batteries interchangeables
dans un certain nombre de centres d'entretien. La Citadine ? A revoir dans sa
version définitive, en souhaitant qu'elle fasse demain sourire autant
ses propriétaire qu'aujourd'hui ses spectateurs...
Qu'elle s'ouvre sur sa face avant ou bien par l'arrière, la Citadine
se range n'importe où...
TOYOTA Town Spider
SEBRING-VANGUARD Citicar
Expérimentée en 1972, production véritable en mai 1974.
Voiture de ville biplace, carrosserie plastique.
Moteur 48 V 220 Ah.
Longueur 239 cm, largeur 139 cm, hauteur 151 cm.
Autonomie 70 km à 50 km/h.
Produite par La Commuter Vehicles Inc. (Sebring, Floride), avec de gros pare-chocs.
ZAGATO Zele 1000
"La Zagato Zele consomme une dizaine de litres de pétrole à
sa naissance - pour la fabrication de sa carrosserie en plastique - ensuite,
elle n'en consommera plus jamais".
La phrase lancée par le créateur de la Zele, le carrossier milanais
Elio Zagato, sur le ton de la boutade, est exacte : la Zele (abréviation
de Zagato Elettrica) est en effet une voiturette à 2 places, qui se nourrit
uniquement de courant électrique.
Huit accumulateurs (quatre à l'origine) de 12 Volts chacun alimentent
son moteur de 4,8 CV DIN. Les huit batteries, qui pèsent 180 kg et qui
mettent près de huit heures à se recharger, sont placées
sous le plancher de la voiture.Mais l'originalité de la Zele ne s'arrête
pas à sa carrosserie amusante - style bande dessinée - et très
courte (1,95 m) lui permet de se parquer dans un mouchoir.
C'est la voiture urbaine par excellence : non encombrante, parfaitement silencieuse
et non polluante.
En dehors de la ville, en revanche, la Zele est moins à la fête.
Sa vitesse de pointe ne dépasse pas 40 km/h (sur plat !) pour une autonomie
voisine de 70 km. On touche là au principal défaut des véhicules
électriques, défaut qui n'est guère compensé sur
la version plus puissante de la Zele 2000 dont la vitesse maximale dépasse
50 km/h, mais dont l'autonomie tombe à 50 km.
Autre point faible de la Zagato Zel, présentée au Salon de Turin
1972, le freinage est assuré uniquement par 4 tambours issus de la Fiat
500, sans frein moteur, soit sans récupération de l'énergie
dans les descentes.
En revanche, la conduite de la Zele est simplifiée à l'extrême
: deux pédales - une pour les freins et une pour l'accélérateur
(ou plutôt le potentiomètre...), ainsi qu'un commutateur à
2 crans en guise de boîte de vitesses.
Moteur électrique Marelli 1 kW 24V, 4 batteries 12V 160 Ah.
Transmission aux roues arrière, commande manuelle à 2 crans +
marche arrière et 2 crans à la pédale (24 V et 48 V).
Châssis à caisson, carrosserie en matière plastique, voiturette
2 portes et 2 places.
Suspension avant indépendante, suspension arrière à essieu
rigide
Freins à tambours sur les 4 roues.
Poids à vide 520 kg dont 180 pour les accumulateurs.
Durée de charge 8 h à 25 A.
Vitesse maxi 40 km/h, autonomie environ 70 km (version Zele 2000 : 50 km/h,
autonomie 50 km).
Commefcialisé aux Etats-Unis sous le nom d'Elcar.
Version allongée Zele Van en mars 1976.
1973
LA VOITURE ELECTRIQUE : UNE AFFAIRE D'ETAT (l'Auto Journal, 1 avril
1973)
Et si c'était la solution à une raréfaction du pétrole
dont on nous menace depuis 50 ans ?
A la suite d'une expérimentation récente, qui s'est déroulée
devant un petit groupe au sein duquel nous nous trouvions, nous sommes en mesure
d'affirmer :
"La voiture électrique a définitivement démontré
qu'elle éclipsera dans les années qui viennent toutes les autres
solutions : moteur à explosion alimenté par l'essence, et même
moteur à vapeur. Elle vient de dépasser de plus de 30 % les plus
grandes vitesses jamais atteintes en automobile. Elle offre les meilleures possibilités
d'accélération. C'est la solution mécanique la plus simple
et la plus logique. Et, ce qui ne gâte rien, le moteur électrique
est parfaitement silencieux et ne répand aucun gaz nauséabond
dans l'atmosphère de nos villes et de nos campagnes..."
Voilà ce que nous aurions certainement écrit si nous avions assisté,
en 1893, à l'exploit de Jenatzy sur sa "Jamais contente" :
plus de 105 kilomètres à l'heure.
Et depuis lors ?
Depuis lors, la voiture électrique se maintient sur ses positions, C'est-à-dire
très exactement qu'elle ne bouge pas. "L'Auto-lournal" était
convié récemment à des journées d'études
organisées par le "Comité interministériel de travail
sur la voiture électrique". Une centaine d'ingénieurs, de
délégués des constructeurs d'automobiles, d'urbanistes,
de spécialistes des transports et de l'énergie étaient
venus de France, du Royaume-Uni, d'Italie, de Belgique, d'Allemagne fédérale
et des Etats-Unis. Les débats avaient lieu dans l'étrange décor
de l'usine construite avant la Révolution par l'architecte Nicolas Ledoux
à Arc-et-Senans (Doubs), en pleine nature. Retraite idéale pour
se concentrer sur un problème.
Pendant que les congressistes prenaient place, j'ai compulsé un épais
dossier patiemment constitué au cours des années : "La propulsion
électrique à l'essai chez Volkswagen" (novembre 1971). "La
Grande-Bretagne active la mise au point de la voiture électrique"
(octobre 1971). "Peugeot vient de signer un accord avec Alsthom pour l'application
de l'énergie électrique à l'automobile" (décembre
1970). "La General Motors révèle des détails sur une
berline et une camionnette électrique" (décembre 1966). "Demain
l'automobile électrique ? Des ingénieurs français ont mis
au point une pile à combustible" (août 1965). Les pays socialistes
eux-mêmes, où la crise du pétrole et la pollution ne sont
pas encore des problèmes brûlants, se sont lancés dans la
mêlée : une dépêche de l'agence Tass, de novembre
1971, annonce que lors d'un colloque à Erevan avec les savants tchèques
et bulgares sur la traction électrique, les techniciens soviétiques
ont présenté un (ou une?) électromobile sur lequel on nous
fournit peu de détails...
Et l'on pourrait ainsi remonter dans le temps et circuler sur la planète,
en montrant que la question n'a jamais été perdue de vue.
Un point commun se dégage de toutes les études : c'est que l'évolution
de l'auto électrique et celle de l'auto à essence se sont heurtées
à des difficultés exactement opposées. Sans méconnaître
les efforts des pétroliers, on peut dire que, depuis les origines, l'essence
a présenté des caractéristiques satisfaisantes pour faire
fonctionner le moteur à explosion. Celui-ci adoptait dès le départ
des solutions d'apparence absurde (un mouvement de va-et-vient provoqué
par une série d'explosions et qu'il fallait ensuite convertir en un mouvement
rotatif) et se heurtait à des problèmes techniques sans nombre
(le mélange gazeux, l'étincelle, la résistance des matériaux,
le manque de souplesse du système). Pendant trois quarts de siècle,
la fine fleur des ingénieurs a travaillé et travaille encore à
atténuer ces inconvénients.
Le moteur électrique, lui, fut au point très tôt dans ses
conceptions générales. Mais son point faible, c'est la source
d'énergie à laquelle il s'alimente.
Et c'est là-dessus que s'ouvrit le débat.
Du plomb... à l'air
Le directeur des études et recherches à l'Electricité de
France, et les ingénieurs de grandes firmes productrices d'accumulateurs,
tels Tudor et Fulmen, évoquent la batterie au plomb que nous connaissons
tous. L'automobiliste connaît bien ses faiblesses : par temps froid, même
chargée à bloc, elle a parfois du mal à sortir de son sommeil
un moteur engourdi. Un usage prolongé en ville l'anémie. Quelques
semaines d'inactivité et la voilà bonne pour une cure de rajeunissement.
Plusieurs fabricants lui ont apporté des améliorations de détail,
que nous avons signalées en leur temps. Mais en gros, peu de changement
depuis les temps héroïques. On étudie, nous dit-on, le remplacement
des plaques plates par des plaques tubulaires, ou la modification des canaux
"pour maximaliser les surfaces d'échange". Mais pour finir
les spécialistes admettent qu'il ne s'agit là que de bricolages...
On cherche aussi à augmenter les "cycles", c'est-à-dire
le nombre de recharges que peut supporter une batterie sans se désintégrer.
Les chercheurs espèrent mettre au point un bloc de batteries qui donnerait
50 km d'autonomie et pourrait être rechargé 1 500 fois. Mais le
représentant de Volkswagen s'étonne : pour lui, l'objectif n'est
pas un ensemble capable d'assurer six ou sept ans de service à 50 km
par jour, mais plutôt celui qui en assurerait le double, quitte à
ne vivre que moitié moins longtemps.
Enfourner 350 kg de batteries classiques au plomb dans une R4 pour alimenter
un moteur à courant continu relié aux roues avant, c'est la solution
réalisée par Renault et E.D.F. Le moins qu'on puisse dire, c'est
que nombre d'artisans font circuler des prototypes équivalents, réalisés
avec des moyens infiniment plus modestes.
Mais par quoi remplacer ces accus au plomb octogénaires ?
Les ingénieurs établissent le bilan des connaissances actuelles.
La batterie classique, améliorée, donnerait bientôt une
énergie massique de 45 Wh/Kg, mais avec une durée de vie abrégée
à 500 cycles (au lieu de 1 200).
D'autres solutions semblent écartées en raison de leur coût,
compte tenu de leur durée de vie : accumulateurs alcalins cadmium-nickel
et nickel-fer ; accumulateurs argent-zinc. En revanche, l'association zinc-air,
dont l'énergie massique serait de 120 Wh/Kg intéresse plusieurs
grandes sociétés.
Et l'association Diesel-batterie tampon (laquelle fournirait les pointes de
puissance, le Diesel tournant à régime constant, économique
et peu polluant) ? Solution séduisante, mais abandonnée, car elle
imposait en somme 2 moteurs par voiture.
Dans un avenir plus lointain, on entrevoit l'accu sodium-soufre, avec une énergie
massique de 200 Wh/kg, et les piles à combustible à basse température
(piles à méthanol entre autres).
La charge pèse...
Le profane aurait tort de croire que ce sont là tous les problèmes
de la voiture électrique. Aurions-nous oublié la question de la
recharge ? Ceux d'entre nous qui ont acheté chez le marchand d'accessoires
un chargeur pour leur batterie (de 80 à 150 F) n'oublient pas le prix
demandé : pour un chargeur en 12 heures : 90O F ; pour un chargeur en
8 heures : 1 90O F. Quant à la recharge en 1 heure à 50 %, l'engin
capable de cette mission vaut environ 6 000 F.
Bien sûr, nous avons tous pensé à des blocs de batteries
dont on ferait l'échange standard, en guère plus de temps qu'un
plein. Les pessimistes ont objecté qu'il faudrait une structure d'implantation
générale, très coûteuse. Mais depuis l'époque
lointaine du bidon de 5 litres n'a-t-on pas multiplié les stations-service
(ce serait d'ailleurs les mêmes) ; et la recharge électrique ne
dispenserait-elle pas de la circulation en tous temps et en tous lieux des monstrueux
camions-citernes ?
On réussit rarement dans une entreprise à laquelle on ne croit
pas. L'éminent ingénieur chargé par un de nos plus grands
constructeurs de diriger les services d'études de la voiture électrique
a déclaré, et avec quelle ironie : "Pour implanter dans le
champ de betteraves que l'on voit ici une simple usine de montage de 4 chevaux,
il faudrait commencer par investir 50 millions de francs. Et l'on parle de la
voiture électrique !..."
On en parle, certes. Mais a-t-on investi des millions de francs dans la recherche
?
Et pourtant, ce véhicule électrique qui n'est guère encore
qu'une ébauche, un délégué britannique signale qu'il
en circule dans son pays plus de 50 000 exemplaires. Confinés certes
à des tâches sans gloire : enlèvement des ordures, livraisons,
transports en commun sur lignes courtes. Ainsi encouragé, notre ministère
de l'environnement va mettre en service à l'automne prochain une flotte
d'autobus électriques Sovel qui traîneront leurs 4 tonnes de batteries
dans une petite remorque, échangeable en bout de ligne. Evidemment ce
n'est pas la solution la plus tentante pour partir en vacances.
400 unités par jour
Après la technique, il est bon d'aborder l'économie : la voiture
électrique est-elle chère ? Ici encore, on peut s'étonner
que des représentants de l'industrie automobile (et plus particulièrement
les Français) comparent le prix unitaire d'un véhicule qui sort
des chaînes à 5 000 unités par jour, à celui de prototypes
que l'on compte à la dizaine (par an). Les partisans de la solution électrique
estiment que "clés en main" leur voiture coûte au moins
deux fois plus que l'auto classique. Mais la majoration n'est plus que du cinquième
pour de grandes séries. Et ils entendent modestement par là 400
unités par jour.
Il reste, d'autre part, qu'un moteur à essence est prévu pour
2 à 3 000 heures de fonctionnement, alors qu'un moteur électrique
tient 20 000 heures. Et que l'énergie qui lui est nécessaire est
considérablement meilleur marché.
... Tout au moins tant que l'Etat n'aura pas trouvé moyen de l'imposer
à huit fois son prix, comme l'essence.
Tôt ou tard l'électricité...
L'automobiliste, celui qui aime sa voiture, va sans doute hausser les épaules
: "Pourquoi se creuser la tête ? Les voitures actuelles ne marchent
pas si mal ; elles s'améliorent tous les jours..."
Et, certes, l'impression assez décourageante qui se dégageait
de ce savant colloque aurait incité à penser ainsi. Pourtant la
voiture électrique devra un jour ou l'autre cesser d'être une corvée
obligatoire pour les ingénieurs des grandes firmes, ou la part du rêve
pour d'adroits artisans.
Rien qu'en France, on dénombre environ 15 millions de véhicules.
Au nom des normes antipollution, on va leur demander à chacun de brûler
un quart de carburant en plus pour le même travail ! Et cela au moment
où la raréfaction du pétrole, dont on nous menace depuis
cinquante ans, commencera d'entrer dans les faits. Il viendra un jour que les
plus jeunes lecteurs de "l'Auto-Journal" connaîtront, sans doute,
où il faudra choisir entre le contingentement des véhicules et
les tickets d'essence, ou bien une solution de rechange.
Il est peu de domaines où les hommes d'Etat et les dirigeants des grandes
firmes montrent autant d'imprévoyance.
LES VOITURES ELECTRIQUES à l'assaut de la pollution (L'Electricien,
octobre 1973)
Les sources d'énergie
Si nous avons présenté un bilan favorable à l'électricité
dans la comparaison des moteurs, il ne peut en être de même en ce
qui concerne les sources d'énergie. Le bilan est ici, et sans doute pour
assez longtemps, très défavorable à l'énergie électrique.
Rappelons que l'essence a un pouvoir calorifique de l'ordre de 11 000 calories
par gramme, soit en transformant en unités d'énergie électrique
l'équivalent de 9 kWh par litre. Même si l'on tient compte de la
médiocrité du rendement du moteur à explosion (de l'ordre
de 20 % à pleine charge, alors que celui du moteur électrique
avec sa commande est supérieur à 80 % pour des puissances de quelques
kilowatts), il n'en demeure pas moins que l'essence constitue une source d'une
exceptionnelle énergie massique.
La plus ancienne des sources d'énergie électrique est la batterie
d'accumulateurs au plomb. Malgré les progrès dans ce domaine,
tant en ce qui concerne l'allégement que l'augmentation du rendement
des matières actives, l'énergie massique reste faible : de l'ordre
de 40 Wh/kg au régime de décharge en 5 h. On ne peut guère
espérer monter beaucoup plus haut dans cette voie. L'accumulateur cadmium-nickel
est capable, dans un avenir très proche, de fournir des caractéristiques
supérieures tant en énergie massique qu'en nombre de cycles admissibles
en charge et décharge.
Nous ne citerons que pour mémoire la batterie zinc-argent, aux caractéristiques
intéressantes, mais dont le prix élevé résultant
de la rareté de l'argent en interdit l'emploi en traction électrique.
Dans un avenir plus ou moins lointain, les couples zinc/air et sodium/soufre
pourraient conduire à des énergies massiques respectives de l'ordre
de 120 Wh/kg et 200 Wh/kg. Mais nous en sommes encore loin et tous les problèmes
techniques ne sont pas résolus : ces batteries restent du domaine du
laboratoire.
Les accumulateurs n'étant que des réservoirs d'énergie
électrique, beaucoup d'espoirs reposent sur les générateurs
que sont les piles à combustible. Bien que leur principe date du XIXe
siècle (il a été découvert en 1839 par le physicien
anglais Sir William Grove), elles n'ont fait l'objet d'études que depuis
une quinzaine d'années.
Contrairement à ce qui a lieu dans les piles classiques, les réactions
chimiques s'effectuent dans la pile à combustible, sans attaque des électrodes,
entre un combustible et un comburant. La figure 7 rappelle le principe d'une
pile à hydrogène et oxygène. Le rôle des électrodes
en métal poreux (nickel fritté par exemple) est de porter les
réactifs gazeux au contact de l'électrolyte, avec lequel ils réagissent,
et de capter les électrons libérés au cours de la réaction.
Par rapport aux piles classiques, il s'effectue une alimentation continue en
produits actifs.
Fig. 7. - Principe d'une pile à combustible. Les réactions chimiques
se produisent au niveau des électrodes,
lesquelles, devant posséder des caractéristiques très particulières
et sur certains points contradictoires,
sont d'une réalisation fort délicate et difficilement industrialisables.
La nécessité d'obtenir des vitesses de réaction élevées
conduit, soit à adopter des catalyseurs ou des combustibles à
haute activité chimique (comme l'hydrazine H2N-NH2 et le méthanol
ou alcool méthylique), soit à fonctionner à température
élevée. L'idéal est évidemment de pouvoir utiliser
des carburants peu coûteux et de mettre en oeuvre les réactions
sans catalyseurs onéreux.
Les espoirs placés dans la pile à combustible s'appuient d'une
part sur son rendement important (il échappe à la limitation imposée
par le théorème de Carnot aux machines thermiques) et d'autre
part sur ses qualités d'exploitation : silence, absence de pollution,
masse réduite au kilowatt. Malheureusement, les difficultés de
réalisation et d'industrialisation sont énormes. L'une des plus
graves est la nécessité de débarrasser les réactifs
du gaz carbonique qui agit sur l'électrolyte basique pour donner un carbonate
acide détériorant les performances de la pile. Le problème
est particulièrement aigu avec les combustibles carbonés (combustibles
industriels) dont l'oxydation libère du gaz carbonique. Le remplacement
de l'électrolyte basique par un électrolyte acide évite
ce problème, mais la plupart des métaux pouvant constituer les
électrodes sont attaqués en milieu d'acide concentré.
Dans ces conditions, il est impossible d'envisager l'utilisation de tels générateurs
sur les véhicules autres qu'expérimentaux avant plusieurs années.
On peut penser que sera d'abord utilisé un système hybride associant
une batterie d'accumulateurs à une pile à combustible débitant
en permanence sur la batterie placée en tampon. Une telle solution a
l'avantage de permettre une réduction de la puissance de la pile et de
limiter les organes de régulation en laissant à la batterie le
soin de fournir le supplément de puissance nécessaire aux accélérations.
Notons qu'en attendant la venue de la pile à combustible, une solution
équivalente consiste à utiliser un petit groupe électrogène
en parallèle avec la batterie. Le groupe thermique, fonctionnant alors
à puissance constante, peut être réglé pour assurer
une carburation correcte et son volume se trouve très réduit.
Le véhicule électrique urbain
Il apparaît donc, après l'étude que nous avons faite, que
la nécessité d'utiliser la batterie classique d'accumulateurs
met, aujourd'hui, hors de question la concurrence avec la voiture classique.
Voir sur le marché un véhicule électrique, capable de rouler
à 140 km/h sur autoroute avec d'excellentes reprises dans une gamme étendue
de vitesses et disposant d'une autonomie de 500 km, est un rêve dont la
réalisation n'apparaît en tout état de cause que très
lointaine.
La situation se révèle au contraire très différente
si l'on envisage le véhicule urbain. Déjà certains services
publics tels que le ramassage des ordures ménagères, le nettoyage
des rues, etc. ont mis en service des véhicules électriques que
justifient la courte durée d'utilisation et l'intérêt économique.
Mais nous examinerons plus particulièrement deux véhicules de
types très différents: la voiture de petites dimensions pour le
transport privé ou utilitaire (transport des journaux, de courrier, etc.)
et le véhicule de taille moyenne, l'utilitaire léger, pour le
transport des marchandises.
Le véhicule individuel urbain doit pouvoir transporter deux personnes
et une charge de 50 kg à une vitesse maximale modérée (60
à 70 km/h avec une autonomie de 80 à 100 km). Par contre, il doit
être capable, afin de ne pas gêner la circulation, d'accélérations
au démarrage comparables à celles du véhicule classique:
atteindre 30 km/h en cinq ou six secondes au plus.
Evaluation de la puissance nécessaire...
Essayons d'estimer les caractéristiques du moteur et de la source d'énergie
nécessaire à son alimentation.
On sait que l'effort résistant opposé au déplacement du
véhicule sur sol plan se compose de deux termes :
1. La force de résistance au roulement, proportionnelle à la masse
du véhicule et fonction de l'état du revêtement et des pneumatiques.
On peut l'estimer à 150 newtons (environ 15 kgp) sur un bon revêtement
pour un véhicule de 1000 kg.
2. La force opposée par l'air à l'avancement du véhicule,
sensiblement proportionnelle au carré de la vitesse. Ce terme dépend
de la surface directement opposée à l'air et de la qualité
aérodynamique du véhicule. A 60 km/h. ce terme est du même
ordre que le terme fixe pour les petites voitures classiques.
A ces termes s'ajoute, sur le terrain en pente, la composante suivant la vitesse
du poids du véhicule : environ 1000 newtons pour une pente de 10 %.
Les courbes de la figure 8 donnent, en fonction de la vitesse et pour différentes
pentes, l'effort nécessaire à la traction du véhicule.
Elles sont complétées par des courbes d'égale puissance
qui permettent une estimation rapide de la puissance nécessaire pour
une vitesse et une pente données. Dans ces conditions, la puissance nécessaire
pour assurer la propulsion sur sol horizontal à 60 km/h est donc de :
300 x (60 000 / 3 600) 10.-3 = 5 kW
Compte tenu du rendement de la transmission mécanique, un moteur d'environ
6 kW apparaît comme suffisant.
Fig. 8. - Courbes des efforts de traction en fonction de la vitesse pour différentes
pentes et courbes équi-puissances pour un véhicule individuel
de 1000 kg.
Pour développer une accélération portant la voiture
à 30 km/h en cinq secondes, c'est-à-dire de :
g = v / t = 30 0000 / (3600 x 5) = 1.66 m/s2
il faut une force propulsive momentanée F = m g = 1000 x 1,66 = 1660
newtons, c'est-à-dire cinq à six fois l'effort nécessaire
pour rouler à 60 km/h.
Le moteur doit donc avoir un couple de démarrage cinq à six fois
supérieur au couple qui correspond à la puissance nominale, valeur
que l'on peut très bien obtenir d'un moteur à excitation série.
Ce même couple assure la possibilité de gravir des pentes n'excédant
pas 15 %.
ENFIELD 465 (Enfield Automotive Company, GB 1973-1976)
+2 à portes latérales coulissantes et hayon arrière relevable.
Carrosserie en fibre de verre, suspension avant Hillman Imp, essieu arrière
directeur.
Moteur éelectrique courant continu 48 V 6 kW alimenté par quatre
batteries '4 x 12 V).
64 km/h, autonomie 64 km.
Plus de 100 voitures vendues, dont 61 à l'Electricity Council pour évaluation.
LEPOIX Urbanix (Louis Lepoix)
Elle se nomme Urbanix. Et en effet elle n'a d'autre prétention que de
circuler en ville.
Elle est l'oeuvre de Louis Lepoix, directeur de FTI design qui, depuis près
de vingt-cinq ans, carrosse des châssis de grandes marques ou conçoit
et exécute ses propres véhicules des voitures de sport, des modèles
de sécurité, des scooters.
A côté de ces modèles de recherche, FTI design produit en
série des carrosseries d'autobus et de camions pour plusieurs grandes
marques... et jusqu'à des engins de travaux publics.
Urbanix, c'est sa petite dernière et sa préférée.
Nous avons eu l'occasion de rouler dans le prototype, équipé d'un
moteur 1600 à boîte automatique de chez VW qui permet de tester
la solide tenue de route d'un engin dont l'empattement est pourtant à
peine supérieur à la voie.
La fabrication est prévue avec moteur classique et aussi la propulsion
électrique (avec les avantages et les servitudes qu'elle implique). Des
éléments de carrosserie interchangeables, simples mais élégamment
dessinés, permettent d'envisager des utilisations très variées,
depuis le deux places cabriolet jusqu'à la fourgonnette. Solution d'avenir
? peut-être...
Fil, 51 bis, avenue de Ceinture, Enghien-les-Bains.
MICHELOTTI Lem
collaboration avec Gianni Rogliatti.
Usage intensif d'aluminium, poids 350 kg (sans accumulateurs).
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1974
LE VEHICULE ELECTRIQUE, SERPENT DE MER OU REALITE DE DEMAIN ? (éditorial
dans Auto Volt, 9.1974.)
par Pierre Chavance, Directeur du Développement de la C.G.E.
Le véhicule électrique faisait déjà parler de lui
à la fin du siècle dernier, époque à laquelle la
"Jamais Contente" dépassa les 100 km/h. Depuis lors, rapidement
surclassé par les progrès et les possibilités du véhicule
à essence, il n'a fait de brèves apparitions que pendant les périodes
de crise ou de pénurie de carburant, pour redisparaître une fois
la menace écartée. Va-t-on, de nouveau, assister au même
processus de résurrection suivie d'un retour aux oubliettes ?
Il semble que, cette fois-ci, la situation se présente sous un aspect
tout différent. En effet, jamais, jusqu'à ce jour, ne se sont
trouvées réunies autant de conditions propices à l'éclosion
du transport par véhicules électriques.
Les récents événements pétroliers, tout d'abord,
ont mis en lumière le fait que le monde ne disposait que de quantités
limitées d'hydrocarbures. D'ores et déjà, celles-ci sont
insuffisantes pour faire face à l'accroissement de la demande, en particulier
dans les transports. D'où l'intérêt et l'urgence de se préoccuper
des modes de transport de demain.
Le véhicule électrique est un des modes envisageables.
Le "droit au transport" collectif ou individuel fait partie de ces
acquis auxquels nous ne sommes pas prêts à renoncer. De plus, ce
besoin de se déplacer est, en partie, lié au processus d'urbanisation
croissante, création de villes nouvelles, extension des banlieues des
villes anciennes, d'où accroissement du nombre de déplacements,
avec nombreux arrêts, mais de faible amplitude journalière.
Le véhicule électrique est adapté à ce type de besoin.
Notre civilisation urbaine et motorisée entraîne, avec elle, un
certain nombre d'inconvénients retentissant sur la qualité de
la vie : bruit, fumées, encombrement.
Le véhicule électrique apporte une solution à la plupart
de ces problèmes.
Enfin, les progrès technologiques déjà réalisés,
et ceux raisonnablement escomptables dans les quelques années à
venir (générateur Air-Zinc rechargeable comme une voiture à
essence, générateur sodium-soufre aux performances cinq fois supérieures
aux accumulateurs au plomb), permettent d'envisager, dès maintenant,
la réalisation de véhicules aux performances certes modestes,
comparées à celles d'un véhicule thermique, mais parfaitement
adaptés aux besoins à satisfaire.
Le véhicule électrique est compétitif, tant au plan de
la consommation d'énergie que des prix de revient du service rendu.
Il y a donc une convergence de facteurs favorables qui devrait ouvrir, de façon
significative, le marché des transports aux véhicules électriques.
L'hypothèse, désormais plausible, de voir 5 % du parc des véhicules
automobiles électrifiés en 1985 veut dire, pour la France :
Un million de véhicules électriques dans dix ans.
CEDRE Mini 1000 et Midinette 1200 (1975-1987).
conçu par François Guerbet.
Deux moteurs 500 W 36 V, 5000 tr/mn, roue avant motrice.
Roues indépendantes arrière.
Dimensions 205 x 90 x 150 cm, autonomie 60 à 120 km/h selon batteries.
CITI CAR (Eric Jelinski P. Eng.)
Manufactured as an electric car by Vanguard Motors in Sebring Florida.
There were only about 4,000 cars built in the period 1973 to 1982 to address
the oil embargo and the need for an electric car capable of urban speeds less
than 50 Km per hour.
In 1974, this car was not viable as a commuter vehicle for a number of limitations
in technology available at that time. The control system and the battery charger
were the major limitations as described below.
The Citi car will carry two people, driver plus one passenger. Seat belts are
provided. There is additionally room for luggage or several bags of groceries,
approximately 6 ft3 of space.
This car was originally built as an electric car. I purchased this car from
a friend in January 1994 and worked on it during two winters, then driving it
most of the time during the summer of 1994 and 1995. My 'added value' was to
upgrade the original 1974 design and technology using today's off-the-shelf
components to build this into a practical and useful vehicle for commuting and
running errands. The components that I changed were:
a) A solid state controller made by Curtis Instruments that eliminates the old
inefficient relay control system. This is really the heart of the car. Using
this controller allowed me to raise the battery voltage for the power circuit,
using the same electric drive motor, but without any negative consequence to
the motor. The Curtis controller allows all of the batteries to be used uniformly,
connected in series, which enhances battery life and performance.
b) New batteries are installed. Although there have been only marginal improvements
to lead acid batteries over the years, the change I made was from 36 volts to
72 volts. This provided the necessary voltage to provide sufficient torque for
'normal' acceleration. The total energy stored in the batteries remained the
same, (approximately 6 KWh in the same compartment under the seat). The 'battery'
is built up from 6 deep cycle batteries at 12 volt each in series to obtain
72 volts. The total battery weight was reduced, while the total energy was kept
the same. The range was actually increased by reducing the weight of batteries
carried.
c) The battery charger was replaced with a new solid state charger unit that
automatically senses the amount of charging required and stops charging when
the batteries are fully charged. This avoids undercharging which affects performance,
and also prevents overcharging which degrades battery performance and shortens
their life. (Over charging just cooks the batteries dry). The charger can be
wired for 110 volt or 220 volt source. I use a standard u-ground receptacle
rated 110 volt, 15 Amp, ground fault protected for outdoor use. The car will
recharge overnight during the off-peak. The energy required to make one round
trip from home to work is 'recharged' in 3 hours.
d) Changes were made to the existing electric motor. I first of all did a magnetic
permeability test on the motor to assess its 'magnetic' performance at the higher
voltage. The result was, that the motor could remain in the system operating
at 72 volts, but as a precaution, I added a cooling air fan and manifold to
keep the motor from overheating. This job involved gingerly drilling large holes
into the motor casting, fabricating an aluminum housing around the motor with
a small computer type fan installed. This resulted in the overall diameter of
the motor being 2 inches larger, and required modifications to the suspension
( a 2 inch chassis lift on the springs) to provide room for the cooling manifold
on the motor.
e) Other changes to reduce energy consumption included modifying the brakes
to get the brake shoes to 'back off' when disengaged same as in new cars. Using
synthetic lubricants also reduced energy wastage. But the Curtis controller
made the largest contribution to an efficient car.
f) Added instrumentation including a voltmeter for the entire battery voltage.
Added an Ampere meter, a Kilowatt hour meter to measure both the energy required
for driving and the energy returned by recharging. It has capability for recording
data into a laptop computer at 2 second intervals. A data logger measuring battery
parameters was also added.
In summary, these changes to a car from 1974 technology has made a big difference,
and this new technology makes electric cars viable today.
All of the components, batteries, Curtis solid state controller, battery charger,
motors, relays, wiring, instrumentation etc., are available locally from Ontario
Battery Services Co. Ltd. located at 144 Skyway Drive, Etobicoke. Mr. Paul Olsen,
owner, has been in the business of servicing electric forklifts for 25 years
and has a wealth of knowledge and good service to anyone buying parts for electric
cars.
The drive train is a "direct drive" to a 7:1 ratio gear on the
back axle. This limits the top speed to 80 km/h due to top end of the electric
motor.
The Citi car weighs approximately 500 kg. The batteries weigh 200 kg of this
500 kg.
Recharging equipment and input voltage : Nothing special, just a dedicated branch
circuit to one outdoor plug per the current electrical code. It is possible
to purchase and install a surplus used 40 or 60 Amp KWh meter, the kind used
for billing from your utility, as I did from Clarington Hydro for about ì20.
This is a low cost method of keeping tabs on energy used by an electric car.
This 'modified' citicar has very 'snappy' performance relative to other
small cars. Is able to keep up with the flow of traffic on 4 lane highways in
the city where speed limits are 50 to 60 Km/h. The "series wound"
direct current motor that I am using has a very high torque when starting. This
enables the car to make rather fast jackrabbit starts. Braking is by disk brakes
on the front and drum brakes on the rear using conventional hydraulic brakes.
The range has not been fully explored, but estimated to be 50 to 60 Km in the
summer and somewhat less in the winter. Range depends very much on speed and
the rate of acceleration. I use 0.1 KWh per Km as a rule of thumb (0.75 to 0.1KWh
/ Km). The battery stores about 6 KWh of energy, hence 60Km range.
Top speed is 80 Km per hour, but this is not sustainable for a number of reasons.
The car was not designed for this speed. It has a rather short wheel base and
becomes unstable especially on rough roads. The most comfortable speed is below
60 Km/h.
Citicar performance capabilities (with changes) : Able to drive in city traffic,
uphill, accelerate same as a normal car. Energy consumption is approximately
0.1 KiloWatt hour per Kilometer. Currently being driven to work every day plus
errands around town, approximately 20 to 30 Km per day. Charging is overnight.
Total distance driven since June 1994 is 2000 km.
It cost me about ì 4000 to get the Citicar to this point where it
is a useful vehicle. This included some money spent for 'trial and error' (call
that R&D ) The next car will take a more direct route to being a roadworthy
car. I've spent quite a few evenings and weekends working on this car to get
it going. This Citicar is now essentially complete in all modifications. I have
an ongoing program to measure and trend performance.
Electric cars can also be built be converting an existing gas engined car to
electric drive motor and batteries. This requires some specialized knowledge
that may be obtained through courses currently being offered at Centennial College
and Durham College. (I will be teaching the course at Durham College again this
January.)
The cost for a conversion is in the range of ì 8000 to ì 10,000
(excluding the chassis and labor) This price includes the electric motor, batteries,
controller, charger, relays, wiring, all pieces to make it go.
Batteries are worth about ì 2000 and are expected to last about 1000
cycles at 80% discharge. This amounts to about 4 to 6 years of driving depending
on conditions. All other components are expected to out last "your lifetime".
The energy cost of the Citicar is about 1/2 to 1 cent per km. The energy cost
of driving a "normal car" converted to electric drive is about 2 to
3 cents per Km because of the heavier weight and accessories. A normal gasoline
engined car has an energy cost of about 8 to 10 cents per Km, plus a lot more
maintenance cost of tune-ups, oil changes, radiators, exhaust systems, etc.,
ie. which adds up to the a standard mileage rate of 36 cents per km. An electric
car has zero maintenance cost except for batteries once in four years. Based
on a "back of the envelope" calculation, you"break even in dollars"
in 4 to 5 years, but you really give yourself a big credit in helping the environment.
Another positive attribute of the electric car is the fact that when you take
your foot off the accelerator as in stop and go driving or sitting in a traffic
jam, there is no emission of pollutants causing smog, health problems and global
warming. Hence the phrase that I am closing with;
Motor : Westinghouse S# 225P1548 serie wound, SER 7306, 2.5 HP, 36 V 75
A, 3 300 tr/mn (maximum 6 000 tr/mn)
3400 rpm at 30 miles per hour car speed.
30 mi/h x 5280 ft/min x 1/60h/min = 2640 ft/min,
since wheel circumference = 5.3 ft,
therefore wheel speed = 2640 x 1/5.3 = 498 rpm, and since the axle ratio is
6.83:1,
therefore motor speed = 6.83 x 498 = 3400 rpm ô 30 mph.
controller : relay control with resistive starting.
Installed a solid state Curtis controller 72 volts (removed all relay controls)
axle : make dana, axle ratio=6.83:1
tires : 12x4.8 inches, 30 psi, tire circumference = 64 inches = 5.3 ft
Increased diameter slightly and changed to radial tires
P225-12 35 psi
Tire circumference = 68.5 INCHES = 5.71 FT
Batteries : 75 Ah - 2 h discharge per spec in the owners manual.
UK CMP Batteries 3 ET 205 (L), 6V, 205 Ah (C5) (7 1/4" wide x 12 1/2"
long x 10" high overall.)
Changed to 6 monoblocks at 12 volts each for a 72 volt battery, Crown 31T36
83 Ah - 3.3 hour discharge (7.00 inch wide by 13.00 inch long by 9.90 inch high),
27.00 kg weight, 990.00 Kwh approximate total energy stored
Installed a new solid state charging unit K&W Engineering model BC 20
frontal area 22sq ft, rolling resistance 18 lb
Brakes : Tuned brakes to 'back off' slightly from disk or drum when pedal not
engaged
Instrumentation (added) : Ampere meter 0 to 100 A ; Volt meter 0 to 150 volts
; KiloWatt hour meter ; Datalogger for battery performance.
LUCAS Electric Taxi au salon de Londres
Dessiné par Ogle, roues avant motrices.
PEUGEOT 104 Electrique
Les véhicules électriques à deux places et avec bagages
présentent, dès maintenant, des avantages non négligeables.
Pour eux, Peugeot a voulu compléter son expérience technique en
mettant au point une mini-voiture électrique. Le coupé 104, de
faible encombrement, se prête bien à cette approche. Le "compactage"
du groupe motopropulseur a été particulièrement étudié
pour conserver au coupé en cause son attrait en habitabilité avant,
en volume et en maniabilité.
PEUGEOT J7 Electrique
Le véhicule J7, particulièrement apte aux livraisons de marchandises
en ville, a donné un fourgon dérivé à traction électrique.
Comme il doit s'insérer dans la circulation urbaine actuelle en tous
lieux, il est doté de bonnes performances dynamiques. Le freinage électrique,
suffisant à lui seul pour la circulation et les manoeuvres courantes,
lui confère une excellente souplesse d'emploi, avec beaucoup de sécurité,
le freinage maximal étant appliqué au train avant.
L'ensemble pesant, c'est-à-dire la batterie et le système de propulsion,
est placé à un niveau inférieur à celui des pieds
du conducteur. Le conducteur est ainsi préservé en cas de choc
et le véhicule gagne une bonne stabilité dans ses évolutions.
La cabine avancée et dégagée de tout système de
propulsion, et de commande de vitesse, offre une bonne habitabilité.
Le fourgon a deux places, dont celle du conducteur. Il offre 900 kg de charge
utile et 8 m3 de volume utile. Son P.T.A.C. (poids total autorisé en
charge) est de 3.500 kg.
Une autre sorte de transport urbain a été recherchée dans
une version minicar J7, qui utilise les éléments de traction et
de freinage du fourgon. Il a le même P.T.A.C.
Le minicar peut transporter 14 personnes (dont le conducteur).
Caractéristiques et performances des versions J7
Moteur de propulsion de type à courant continu, 6 pôles, excitation
indépendante ;
Tension nominale 130 V, puissance nominale 26 kW, puissance maxi 52 kW (70 CV),
vitesse maximale 6.700 tr/mn, couple maximal 30 da N ;
Réglage de la tension du moteur avec hachage par thyristor ;
Couple en caractéristique à puissance constante ;
Freinage par récupération d'énergie avec contrôle
du couple ;
Refroidissement à air forcé, motoventilateur axial.
Une batterie de traction de 72 éléments, de 280 Ah en 5 h,
batterie au plomb à plaques minces ;
Batterie auxiliaire de 12 V, 45 Ah, dont la recharge est effectuée par
un convertisseur statique et un alternateur auxiliaire sur l'arbre du moteur
de traction.
Roues avant motrices, boîte-pont à un rapport (11,95 km/h à
1.000 tr/mn moteur), commande avant/arrière électrique au volant,
arbres de transmission homocinétiques.
Freinage électrique seul, pendant la première partie de la course
de la pédale, électrique et hydraulique sur le reste de la course.
Performances au P.T.A.C.
Vitesse maxi sur plat 80 km/h.
400 m départ arrêté 25 s, 1.000 m départ arrêté
155 s
Aptitude en côte 20 % à 25 km/h, démarrage en côte
20 %, aptitude en descente 15 % (sur frein électrique seul).
Autonomie urbaine (cycle C.E.1.) 60 km , 90 km à 60 km/h (vitesse constante).
RENAULT 4 électrique puis R5 pour EDF
RENAULT 5 L Ragonot
VANGUARD CITCAR (1974-1976)
VOLKSWAGEN Chico hybride (2ème version au Salon de Francfort
1991).
moteur thermique Diesel 2 cyl 636 cm3 34 ch
moteur électrique asynchrone 6 kW remplaçant le volant moteur,
intercalé entre moteur et boîte
il fonctionne pour les vitesses stabilisées en ville, sert de démarreur
et de volant moteur pour le moteur thermique, d'alternateur et de frein électrique
commutateiur permettant le fonctionnement en électrique seul
boîte 5 vitesses
2 embrayages permettent de solidariser le moteur électrique ou le moteur
thermique (embrayage automatique piloté)
batteries cadmium-nickel placées à l'arrière sous le plancher
du coffre
1975
ADDAX et WILLAM Charly (salon de Paris, 10)
BATTERY BOX de Roger Hedlund, 175 mph (281.575 km/h)
CEDRE Midinette 1200 et Soubrette
Midinette 1200 : moteur 1200 W, 6 vitesses plus marche arrière, 50
km/h, autonomie 60 km.
Soubrette : moteur 600 W, 2 vitesses avant, 30 km/h, autonomie 60 km.
Voiture électrique GUERBET au concours Lépine (Foire de
Paris,5)
Sous le triple chevron (l'Auto Journal, 1.6.1975)
Une voiture électrique de plus ? Sans doute. Mais l'ingénieur
Guerbet, de Montesquieu-Volvestre, a joué sur l'économoie d'énergie
:
"Pour 50 km d'autonomie à 50 km/h, il suffit d'un poids de batterie
huit fois moindre que pour 100 km à 100 à l'heure..."
Economie dans la conception aussi : trois roues, largeur 0.88, longueur 1.80.
Châssis en tubes et carrosserie plastique monocoque brevetée. Suspension
Guerbet.
Le coffre peut faire office de chariot ménager. Le prix est de 9 540
F.
Il s'agit, bien sûr, d'une deuxième voiture, qu'on range au bout
de l'autre sur la longueur entre deux parmètres ; Une nouvelle façon
d'économiser.
Voiture électrique de ville HUDSON construite par J. Hudson
(Doncaster, GB), 64 km/h, autonomie 45 km.
LEPOIX Shopi et Vip au salon de Paris (10)
Louis Lepoix, créateur de L'Urbanix de 1974.
Ding : Le chässis n'est plus intégré dans la carrosserie
mais constitue un portique support en acier,
trois roues, moteur électrique, longueur 2,55 mm, vitesse 25 km/h.
Vesion "minimale" Vip.
Shopi : Véhicule très compact, longueur 1,50 m.
LUCAS Electric Pullman (Salon de Paris).
Sur base Bedford.
Vitesse maxi 80 km/h.
96 km/h et 112 km d'autonomie en 1980 (remplacement des batteries chargées
à l'aide d'un système de levage par sacs gonflables).
MARDEN Espace 1 (10.1975)
Voiturette à deux places à cabine avancée.
2 moteurs électriques Unelec 1 kW 96 V chacun, transmission électronique
Cybermeca entièrement automatique.
Carrosserie en stratifié polyester armé, 4 freins à tambours,
pneus 145 SR 10.
Longueur 210 cm, largeur 135 cm, hauteur 144 cm.
ESPACE 1 UNE CURIOSITE (l'Auto Journal, 15.10.1975)
Notre ministre de la Qualité de la vie, André Jarrot, nous
a prédit que, vers 1990, les automobiles électriques seront capables
de rouler à 90 km/h avec une autonomie de 200 kilomètres par jour.
L'Espace 1, petite voiture électrique, construite par un concessionnaire
de la région parisienne, Teddy Maison, est encore loin de ces prévisions
optimistes : vitesse maxi 50 km/h ; autonomie de 50 kilomètres. Néanmoins,
si ces chiffres dénotent une immaturité certaine du moteur électrique
on matière automobile, l'Espace 1 est bien réelle puisqu'elle
sera commercialisée début 1976.
Le deuxième "hic", c'est son prix. Il dépassera 20 000
F. Et 20 000 F pour 50 km par jour posera un cas de conscience à l'acheteur
désireux de ne pas polluer et de ne pas faire de bruit.
En dehors de ces deux points d'une extrême faiblesse, l'Espace est séduisante.
De part son esthétique d'abord. Plus les voitures sont petite, plus elles
ont du mal à plaire. Mais ses lignes carrées ne provoquent pas
le rire. Sa longueur ne dépasse pas 2,10 m et avec 1,40 m de large et
1,35 m de haut, on peut on mettre deux sur un parcmètre.
Carrosserie plastique, châssis plate-forme on tube. La direction est à
vis et galet, la suspension avant étant assurée par un ressort
à lames transversales. On trouve à l'arrière quatre ressorts-amortisseurs
Koni. Rien d'original dans tout cela, si ce n'est une honnêteté
de fabrication, un sérieux indéniable.
La propulsion est donc le fait de deux moteurs électriques, donnant chacun
un kilowatt sous 48 volts avec dispositif électronique Cibermeca. Il
n'y a pas de différentiel, les roues sont entraînées directement
par l'intermédiaire d'un réducteur dont le rapport est de 5:1.
Quatre batteries de 95 ampères se chargent de l'alimentation, deux d'entre
elles étant réservées aux démarrages, les deux autres
étant des batteries d'effort. Une cinquième batterie placée
à l'avant du véhicule commande les phares, l'essuie-glace, les
clignotants, etc.
Il est prévu huit heures pour la recharge complète des batteries,
auquel cas elles doivent durer trois ou quatre ans (!) ; on peut réduire
le temps de recharge à 2 h mais les accumulateurs risquent de vieillir
prématurément (1 an).
En version électrique, l'Espace 1 pèse 400 kg ; en version essence,
le poids sera légèrement supérieur. Mais l'intérêt
sera plus grand puisque la voiture équipée d'un moteur Steyr-Puch
coûterait 15 000 francs environ. Dans ce cas, les performances et l'autonomie
donneraient des résultats plus évidents. Il est à prévoir
dans l'immédiat, c'est-à-dire tant que le moteur électrique
ne présentera pas des avantages similaires au moteur à essence,
que l'Espace I électrique fasse plus figure de curiosité que de
réalité.
TEILHOL Citadine, Messagette et Handycar (1975-1983)
Citadine (présentation 10.1972), tricycle, carrosserie polyester, moteur
4 kW, 8 batteries 12 V 100 Ah, longueur 2,18 m, 50 km/h, autonomie 70 km.
Messagette, sur la plate-forme de la Citadine, moteur 1 kW, 4 batteries 12 V
100 Ah, 25 km/h, autonomie 80 km.
Handicar (présentation 7.1975), quadricycle, carrosserie polyester, plancher
s'abaissant au niveau du sol, moteur 4 kW, 8 batteries 12 V 100 Ah, longueur
2,44 m.
1976
Transports - L'avenir, c'est la bicyclette électrique (Sciences et
Vie, 8.1976)
C'est du moins ce que pensent au moins deux sociétés, l'une
américaine, l'autre anglaise, qui présentent simultanément
deux types de bicyclettes équipées de moteurs électriques.
La bicyclette américaine est équipée d'un "Pedalpower",
moteur électrique auxiliaire fonctionnant sur batteries.
Ce moteur aide les conducteurs à monter les côtes, augmente leur
autonomie et leur permet d'atteindre plus rapidement leur vitesse maximum.
L'utilisateur qui désire être aidé dans son effort n'a qu'à
pousser un levier monté sur le guidon. Le "Pedalpower" met
alors automatiquement son galet d'entraînement au contact du pneu avant
tandis que son moteur est alimenté en électricité. Quand
le conducteur relâche le levier, le courant est coupé et le galet
se relève.
Autonomie du "Pedalpower" : plus de 40 km avant recharge, celle-ci
ne coûtant que quelques centimes.
La bicyclette britannique, présentée par l'ancien directeur
de Ford pour l'Europe, Sir Leonard Crossland, annonce une autonomie de 50 km
et 3 heures pour une dépense de 1,80 F.
Elle a été mise au point par un inventeur au nom prédestiné
puisqu'il s'appelle John... Watt.
Selon John Watt, l'originalité de cette bicyclette est que son moteur
développe sa puissance quand la vitesse diminue, ce qui donne à
l'engin de grandes qualités pour grimper les côtes : il "avale"
des côtes de 8 % à 13 km/h sans qu'il soit nécessaire de
pédaler.
Autre avantage de la bicyclette britannique : lorsqu'on descend en roue libre,
ou lorsqu'on freine, le moteur se comporte comme une dynamo et recharge la batterie.
On obtient un effet de freinage électromagnétique et les freins
normaux sur les jantes sont à peine utilisés.
La seule commande supplémentaire est une poignée placée
sur le guidon que l'on tourne vers l'arrière pour accélérer
ou vers l'avant pour ralentir ; le bloc moteur et la boîte de vitesse
sont constitués par un disque de 23 cm de diamètre et 9 cm d'épaisseur
qui se fixe sur la fourche de direction de n'importe quelle bicyclette au niveau
du moyeu avant.
Les deux batteries rechargeables de 12 volts sont fixées comme des sacoches
à la roue arrière, les commandes électroniques étant
logées dans une boîte ne mesurant que 13 x 8 x 10 cm.
"Notre bicyclette électrique est un rêve d'écologiste",
disent John Watt et Sir Leonard Crossland. "Pas de bruit, pas de pollution
et une consommation d'énergie 25 fois moindre que celle d'une petite
voiture, pour une vitesse équivalente ou supérieure en ville.
Et comme 50 % des déplacements automobiles sont inférieurs à
8 km, la bicyclette - électrique - écologique, c'est vraiment
l'avenir."
RENAULT 5 EDF
Moteur série 6 kW
Autobus SOVEL AS-9 B
22 places assises
Moteur série 40 kW
Freinage électrique Sovis-Varicar 800 A.
ZAGATO Zele Van (3.1976), version allongée de la Zele 1000 (longueur
2.21 m).
Moto électrique CHARGER
Moto électrique 1 CV.
Contrôle d'allumage par clef de contact, témoin de charge.
Batteries 2 x 12 V 90 Ah à alimentation permanente, chargeur 220 V automatique.
Embrayage automatique, transmission secondaire par chaîne, cadre en acier
recevant les batteries, pneus avant et arrière 8x2.50.
Dimensions 1570 x 780 x 630 mm, empattement 1140, garde au sol 200, poids avec
batteries 95.25 kg.
4.800 F en 1976 (La HONDA CB 125 vaut 3.600 F à la même époque).
1977
La pile #&224; combustible, l'auto de demain (l'Auto Journal, 15.6.1978)
Regarder l'avenir, c'est voir les ressources pétrolières en diminution
et un bilan qui s'annonce assez triste pour l'automobile de l'an 2000. Cette
évidence doit être souvent répétée car les
crédits de recherche ne brûlent pas par leur volume.
Un domaine toutefois fait exception la pile à combustible, et plus précisément
la pile à hydrogène, célèbre jusqu'à présent
pour ses utilisations spatiales. Son avenir se présente bien et ses avantages
actuels sont déjà de première qualité : rendement
élevé, fonctionnement silencieux et parfaitement non polluant.
Alors peut-on dire que la pile à hydrogène détrônera
dans un avenir plus ou moins proche le moteur à essence ?. Peut-on penser
que notre vieux moteur thermique en est à sa phase finale?. Yves Bréelle,
ingénieur principal à l'institut Français du Pétrole
fait le point pour l'Auto-Journal.
En deux mots, voici quelques principes de base, juste avant de se lancer dans
des supputations qui espérons-le profiteront à notre automobile
de tous les jours. La pile à combustible est inventée il y a longtemps
déjà, en 1839, par W. Grove suite à des expériences
sur la réversibilité de la réaction de l'électrolyse
de l'eau. C'était à prévoir: une fois ce grand moment savouré,
on l'oublie un peu beaucoup, et ce n'est qu'en 1935 que Bacon reprend ces expériences,
pour mettre au point une pile de 1 kW en 1953. Vers 1900, la moitié de
la traction new-yorkaise est à l'électricité. On comprend
donc que la pile à combustible soit alors délaissée. Mais
avec Bacon tout redémarre et la pile obtient ses lettres de noblesse
dans l'Espace vers 1960-1970 avec les missions "Apollo".
Aujourd'hui l'institut Français du Pétrole étudie la "faisabilité"
c'est-à-dire les possibilités de cette pile, et sa tâche
est de déterminer si oui ou non elle doit être développée
après 1985.
Qu'est-ce qu'une pile à combustible ?. Yves Bréelle la compare
simplement à une batterie d'accumulateurs qui fournit de l'électricité.
Schématiquement, elle se compose d'un bac contenant une solution réactive,
une anode et une cathode en nickel ou en platine, un comburant qui est l'air,
et un carburant qui peut être l'hydrogène, l'hydrazine, le méthanol
ou tout simplement du pétrole. La pile convertit l'énergie chimique
due à la réaction combustible-carburant en électricité
sans passer par l'intermédiaire de la chaleur comme c'est le cas du moteur
thermique de nos voitures habituelles.
Se pose alors la question du combustible. Pourquoi choisir l'hydrogène
plutôt qu'un hydrocarbure, un hydrazine ou du méthanol ?. Parce
que pour des performances maximum c'est-à-dire une bonne vitesse de réaction
dans la pile et un prix de revient décent, c'est-à-dire avec des
catalyseurs en nickel et non en platine, seul l'hydrogène ou l'hydrazine
conviennent, il faut en effet concilier performances et prix. Et lorsqu'on sait
que le combustible pétrole ou méthanol exige des catalyseurs en
platine-paladium, on ne peut décemment envisager la commercialisation
de la pile à combustible.
Jugez ! Si on utilise du platine, il faut i O grammes par kilowatt. Or une R
5 qui aurait besoin de 30 kilowatts exigerait 300 grammes de platine, ce qui
au cours actuel du platine ferait une somme de 12 000 F uniquement en catalyseur.
Et si on remplaçait le moteur des 3 000 000 de véhicules français
vendus chaque année par une pile à combustible, il faudrait près
de i 000 tonnes de platine. Etant donné que la production mondiale de
ce métal ne dépasse pas 50 tonnes par an, on voit tout de suite
que les hydrocarbures et le méthanol sont impensables et mal venus en
automobile pour l'utilisation de la pile à combustible. D'où l'emploi
de métaux moins nobles tels que le nickel que supporte l'hydrogène.
Une auto prototype
Il est tentant d'imaginer cette pile à la place d'un moteur traditionnel,
de vouloir rouler à l'hydrogène. Le rendement de la pile est fort
intéressant puisqu'il est de 50 %, celui d'un moteur thermique dépassant
rarement 30 %. Quant à sa durée de vie, elle tourne actuellement
autour de 1 000 heures ; on espère la monter à 40 000 heures à
partir de 1990. En vérité, cette automobile existe à l'état
de prototype ; les caractéristiques de sa pile sont les suivantes : carburant-hydrogène,
comburant-oxygène, puissance massique 70 W/Kg. Ce dernier paramètre
est fondamental car de lui dépendent la vitesse maximum et les accélérations.
On pense porter commercialement ce chiffre à 150 W/Kg vers 1980-1985,
à 350 W/Kg en l'an 2000.
Les essais montrent qu'une voiture équipée d'une pile hydrogène-air
de valeur massique 150 W/Kg peut avoir des caractéristiques approchant
celles d'un véhicule à essence ; les deux voitures ont une charge
utile de 335 kg et leur vitesse maximum est de 110 km/h.
La voiture à essence effectue le 400 mètres départ arrêté
en 23,1 secondes alors que la voiture équipée de la pile à
hydrogène le parcourt en 26,1 secondes. La consommation est nettement
favorable à la pile : 0,266 th/km contre 0,699 th/km pour le moteur à
essence. En revanche, les différents poids et le volume du réservoir
sont défavorables à la pile à hydrogène.
On peut par ailleurs envisager l'emploi de l'hydrogène comme carburant d un moteur classique à pistons. Dans les mêmes conditions de charge utile (335 kg), de vitesse (110 km/h) et de puissance (20 kW), le moteur conventionnel consommant de l'hydrogène parcourt le 400 mètres en 25,6 secondes, ce qui est à rapprocher des 23,1 sec. du même moteur brûlant de l'essence ; quant à la consommation du moteur à hydrogène, elle donne 0,626 th/km, chiffre qui vaut les 0,699 th/km exigés par le moteur à essence. C'est une solution quelque peu bâtarde car si les performances sont proches de celles d'une voiture à essence, l'emploi du carburant hydrogène présente certains inconvénients. Le poids total de la voiture est plus élevé (1 257 kg contre 1 000 kg) car l'énorme réservoir d'énergie représente 270 kg à lui seul. De plus le volume de ce réservoir dépasse l'entendement : 403 dm3 contre 40 dm3. Resterait l'approvisionnement. Il faut donc considérer cette solution comme une transition entre le moteur thermique et la pile à hydrogène de conception bien plus simple. Ces données sont encore loin de la réalité commerciale. La pile à combustible possède des avantages incomparables : absence d'émissions d'oxyde d'azote, silence de fonctionnement, agrément de conduite, grande sécurité et prix acceptable. Celui-ci a été en effet chiffré : par rapport au prix actuel du super distribué en France (12 centimes/thermie hors taxes), le prix de l'hydrogène devrait vraisemblablement être légèrement supérieur. Mais les inconvénients existent. Par le nucléaire Il y a d'abord la production d'hydrogène. Pour approvisionner un grand nombre de véhicules, il faut passer par l'énergie nucléaire. C'est indispensable. L'idée est de faire fonctionner les futures centrales nucléaires de l'EDF 24 heures sur 24 et non pas à temps partiel. La nuit par exemple, à partir de l'électrolyse de l'eau, on s'occuperait à former de l'hydrogène. Si le programme de construction des centrales est respecté, on disposerait dès i 990 de quantités suffisantes destinées à l'automobile. On arriverait alors à un coût intéressant, de l'ordre de 25 centimes/thermie. Deuxième problème : la distribution de l'hydrogène. Aucune infrastructure n'existe. Au plan automobile, il est difficile de stocker ce précieux carburant sous forme de liquide, ce serait trop dangereux. Seule la solution de réservoirs comprimés à 40 kg et plus tard à 20 kg donnerait satisfaction. Il faut donc créer un réseau avec stations, lieu de stockage, acheminement. Une mise en place gigantesque. Par ailleurs, la pile à hydrogène est encore trop lourde et trop chère. L'institut Français du Pétrole étudie sa rentabilité en collaboration avec Renault. En 1975, le kW montait à 700 F dans le cas d'une voiture produite en série. Ce chiffre doit descendre à 300 F pour le marché autobus, et à 100-1 50 F si on veut rivaliser avec les Diesel. Ce niveau est déjà atteint mais la durée de vie de la pile auto n'est que de 1 000 heures ; le seuil de rentabilité est de 3 000 heures minimum. Les recherches sont prometteuses, mais l'hydrogène est encore loin de bousculer le vieux moteur thermique. L'I.F.P. s'est fixé 1985 pour dire si la pile à combustible aura une destinée automobile. Avec un peu de chance et des crédits supplémentaires. ces résultats pourraient avancer vers une heureuse issue.
BRAUN ELEC
EVA - ELECTRIC VEHICLE ASSOCIATES (1977-1979)
PILCAR présentée au salon de Genève en mars 1977.
Voiture de ville en polyester animée par un moteur électrique, dessinée et construite
par Franco Sbarro, à la demande de Victor Perremond, l'Electricité Neuchateloise
et la société Romande d'Electricité. Devenue Carville en 1979.
Pilcar : 100 à l'heure avec des batteries (J-L. Nory, l'Auto Journal, 15.10.1977)
Avec le prix du pétrole qui monte à la vitesse d'un ascenseur
emballé, on en oublierait presque les maux de la vie courante. Dieu merci,
notre bon Bureau des Economies d'énergies fait tout ce qu'il peut pour
nos biens et nos portefeuilles. Par ailleurs, des recherches tout azimut ont
lieu dans le monde entier et l'on a vu récemment que malgré les
réticences des pouvoirs publics un inventeur français avait mis
au point un carburant révolutionnaire à base de fines herbes et
autres déchets urbains.
Mais la batterie, cette bonne vieille chose qui réalisait déjà
des exploits avant 1 900, que devient-elle ? Pas grand-chose à vrai dire.
Une sorte de situation stable qui n'en finit pas d'être mais qui pourrait
d'après M. William Ylvisaker, P.-D.G. de la Gould lnc. donner d'excellents
résultats d'ici cinq ans. Il s'agirait d'accumulateurs au nickel-zinc
permettant à un véhicule de rouler à 96 km/h pendant 200
km. Mieux, une autre génération d accus au "Lithium métal
sulfide" autoriserait un rayon d'action de l'ordre de 300 km dans les années
80. Mais tout cela n'en est qu'au stade expérimental et coûterait
encore très cher. Il faudra donc se contenter pendant un bon bout de
temps de ces vieilles batteries pour qu'une automobile se déplace électriquement.
C'est le cas de la toute nouvelle Pilcar conçue en ce qui concerne la
propulsion par la Société suisse Pilcar, du châssis, de
la caisse et des différents aménagements par une autre société
suisse : Sbarro.
Il s'agit véritablement d'une petite voiture à quatre roues (il
faut le préciser, car trop de véhicules électriques ressemblent
à des chariots élévateurs ou à des brouettes modifiées).
Le châssis tubulaire est constitué de deux grosses poutres latérales
noyées dans la caisse en fibre de verre ; malgré son poids de
1 100 kg, la rigidité est absolue. La voiture est une deux portes, et
son habitabilité prévoit quatre adultes. Au niveau mécanique,
on trouve quatre roues indépendantes avec ressorts hélicoïdaux
et amortisseurs intégrés, deux freins à disques à
l'avant et tambours à l'arrière, une direction à crémaillère
(Opel) et des roues de 13 v 15.
La propulsion est très classiquement assurée à l'arrière
par un moteur électrique de 84 volts accouplé à une transmission
Variomatic. En fait, toute l'astuce provient des 14 batteries réparties
près du moteur et au centre de la voiture. L'essai nous dira que ces
14 batteries autorisent de bonnes performances ; en contrepartie, le poids est
énorme puisqu'à elles seules, elles l'augmentent de 550 kg. Muni
de cette masse, le moteur possède un couple honnête à 3
000 tr/mn et Ia puissance correspond à 21 ch DlN à 4 500 tr/mn.
Dès les manoeuvres sur place, on sent la lourdeur du train avant qui
supporte 500 kg. Aux premiers tours de roues, cette inertie s'estompe et la
voiture prend rapidement de la vitesse. Sans être à fond, le compteur
indique aussitôt 80 km/h, le maximum se situant à 105 km/h. Ce
chiffre est d'autant plus louable qu'on peut le maintenir pendant plusieurs
dizaines de kilomètres. Après 80 km d'un parcours comprenant de
la route, de la montagne et un peu de ville, la puissance diminue légèrement,
de l'ordre de 20 %. En d'autres termes, la Pilcar parcourt sans "ravitailler"
80 km au maximum de ses possibilités avec quatre personnes à bord,
et plus de 100 km en conditions moins sévères. Il est évident
que cette autonomie exceptionnelle est due au nombre important des batteries
; en revanche, leur poids limite les accélérations et détruit
une certaine combativité. En ce domaine, pas de miracle. Encore que la
tenue de route soit parfaite avec un léger sur-virage en conduite limite
et des freins puissants.
Le moteur étant pourvu d'un chargeur et d'un limiteur de charge (30 ampères),
il suffit de tirer une prise et de la brancher n'importe où pour repartir,
le plein des batteries est fait, après 7 à 8 heures de charge.
Rien de mystérieux dans cette voiture de 3,06 mètres de long,
rien qùi bouleverse la science des batteries.
Néanmoins, la conception intelligente de cette voiture appliquée
à une autonomie dépassant en ville les 100 km fait de la Pilcar
une véritable voiture urbaine dont les qualités sont le confort,
la maniabilité (diamètre de braquage : 7 mètres), le silence.
Reste la magie de l'électricité qui dans le cas présent
n'est pas un mot furtif qui disparaît aussi rapidement que les ampères.
Prix : 16 000 francs suisses.
La Pilcar au salon de Genève 1978
ZAGATO Zele Golf (marché US) et nouveau prototype (4 phares).
1978
COMUTA-CAR AND COMUTA-VAN (1978-1987)
Voiture mixte essence/électricité CENTAUR (USA) Conçue par Georges Barris
sur une base Honda 600 Minicar, reprise par Hybricon, de North Hollywood. Moteur
à essence Honda (traction avant) et deux moteurs General Electric sur les roues
arrière. Démarrage en électrique, passage au moteur à essence à 50 km/h. Autonomie
258 km.
EAC
GENERAL ELECTRIC - CHRYSLER ETV-1 (Electric Test Vehicle One)
Création d'une voiture électrique General Electric US (moteur
et systèmes) et Chrysler Corporation (Design), à la suite d'une
commande passée par l'US Department of Energy (D.O.E.).
Production, au printemps 1979, de deux voitures ex^périmentale 4 places.
Source d'énergie 108 Volts, 18 batteries u plomb à haute énergétique
(Globe Union Corporation).
Moteur courant continu, contrôles électroniques avec arrêts
fréquents.
Autonomie 232 km à 56 km/h, 120 km en parcours urbain, vitesse de croisière
88 km/h.
SEARS, ROEBUCK AND COMPANY
SOLAR VAN de Commuter Vehicle Inc.
L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par
le physicien Alexandre-Edouard Becquerel, la première cellule photovoltaïque
ayant été développée par Charpin, Person et Fuller
aux Etats-Unis en 1954.
La chose était devenue quasiment inévitable. Les voitures électriques
ayant réapparu - n'oublions tout de même pas que la "Jamais
Contente" de Jenatzy qui fut la première voiture à franchir
les 100 km/h en 1899 était à moteur électrique - au plus
fort de la crise du pétrole du début des années soixante-dix
et l'énergie solaire gagnant aujourd'hui du terrain, il fallait bien
s'attendre à voir apparaître des automobiles à traction
solaire.
C'est fait. Bien sûr aux Etats-Unis. En Floride, puisque le soleil y brille
plus qu'ailleurs et y est plus chaud qu'ailleurs. La voiture s'appelle "Solar
Van" et est construite par l'entreprise Commuter Vehicle lnc. qui a développé
ce projet audacieux.
Bien évidemment, la "Solar Van" est une petite voiture de ville
dotée de quatre places et mue grâce à l'énergie de
dix batteries de six volts. Ce qui lui permet de parcourir 65 km à la
vitesse approximative de 60 km/h. Cela sans l'aide du soleil.
En complément, on a donc monté des panneaux solaires sur le toit
et sur le "capot" de la voiture (5 panneaux solaires de 9x8 cellules).
Ils ont le double avantage de fournir 10 % de l'énergie lorsque la voiture
roule et de recharger les batteries dans des proportions appréciables
lorsque celle-ci est arrêtée Les batteries peuvent ainsi se recharger
en sept à huit heures pour la moitié du prix "normal"
seulement La voiture étant ainsi utilisée, son coût kilométrique
s'abaisse à moins d'un cent le kilomètre.
Neuve, elle coûte 5000 dollars sans les panneaux salaires et 9000 avec
ces derniers. Le producteur espérant en vendre quelque 10000 exemplaires
dans les prochaines années, on pourra donc en abaisser assez sensiblement
le prix d'achat. Pour l'heure, à fin 1978 très exactement, la
Commuter Vehicle lnc avait vendu plus de deux cents exemplaires de son produit
étonnant à défaut d'être détonant! Les lois
actuelles promulguées par le président Carier ainsi que les futures
restrictions pourraient bien assurer un succès certain à la "Solar
Van" qui existe déjà en plusieurs versions, de la voiture
particulière en passant par le break, et jusqu'au taxi urbain.
Petit inconvénient - peut-être seulement provisoire d'ailleurs
-- cette voiture n'a pas le droit, vu la faible vitesse dont elle est capable,
d'utiliser les autoroutes.
TRANSFORMER 1 (1978-1979)
1979
Voiture solaire à 3 roues de Ken EACRETT (Californie), 40 km/h.
Projet de voiture hybride GENERAL ELECTRIC
Centre de Recherche et Développement General Electric de Schenectady
(Etat de New York) maître d'oeuvre de ce projet de 8 millions de dollars,
s'étendant sur 30 mois.
Groupe constitué de firmes automobiles et de sociétés de
technologie des Etats-Unis, d'Allemagne de l'Ouest et du Japon, afin de fabriquer
deux automobiles "hybrides" d'un type tout nouveau, destinées
au Ministère Américain de l'Energie (M.A.E.).
General Electric fournira toute l'étude d'expertise sur le moteur à
propulsion électrique, sur les systèmes de contrôle électronique
pour le moteur et les systèmes de contrôle du micro-computer concernant
l'ensemble du système hybride ;
La Division Recherche de Volkswagen qui sera chargée de l'étude
et de la construction du moteur à essence ;
La Globe Union lnc de Milvaukee (Wisconsin) concevra et mettra au point les
batteries au plomb de 12 volts ;
La Triad Services lnc de Madison Heights concevra et fabriquera la carrosserie
et le châssis ;
La Société Daihatsu Motor Co. Ltd., principal fabricant japonais
de batteries destinées aux véhicules électriques jouera
le rôle de conseiller pour ce projet. Cette société a construit
plus de 4000 véhicules électriques et hybrides depuis 1965.
Réalisation de deux voitures hybrides à 4 portes, dans lesquelles
cinq adultes pourront prendre place, à moteur à essence 80 ch
et moteur électrique 40 ch.
Le moteur électrique sera utilisé en premier pour les vitesses
allant de zéro à 48 km/heure et le moteur à essence pour
les vitesses élevées, sur autoroute.
Dans le cas où l'on aura besoin d'utiliser à la fois le moteur
électrique et le moteur à essence, lorsqu'on double par exemple,
la charge sera répartie automatiquement par le micro-ordinateur qui surveillera
l'ensemble du véhicule.
Bien que cette voiture pèse environ 400 kg de plus que son homologue
de type classique, son double système de propulsion demandera une énergie
représentant 5 % de moins de l'énergie totale.
Les ingénieurs de G.E. estiment que la voiture hybride expérimentale
accélérera de zéro à 80 km/Véhicule-test
no 1 livré en 1979 au MAE.
MIDINETTE 1000 électrique
Elle se classe d'emblée à part grâce à son moteur
électrique qui représente à lui seul une philosophie bien
spécifique...
L'opération de recharge dure 12 h (!) et, permet une autonomie dans les
meilleures conditions théoriques de 80 km sur route. En réalité,
beaucoup moins dès qu'il s'agit de circuler en ville avec démarrages
fréquents. D'un point de vue économique plus global, avec un litre
de pétrole brut, le moteur thermique permet de parcourir un chemin plus
long qu'avec la propulsion électrique.
La Midinette se conduit avec facilité. Une fois le disjoncteur armé,
une pédale unique de frein libère la voiture dès qu'on
lève le pied. Il ne reste plus alors qu'à faire varier le rhéostat
à 5 positions en fonction de la vitesse désirée, un peu
comme on monte ou descend les vitesses d'une voiture classique. Il existe une
marche arrière.
Le petit volant central commande une direction bien trop dure et l'on n'a pas
jugé utile de doter le siège d'un dossier. Le système d'ouverture
des portières à glissière est déplorable. Il doit
être impérativement revu.
La tenue de route est proche du dangereux, l'esthétique est lamentable,
la carrosserie relève de la plus belle bricole qui soit, tout cela est
désolant.
De petites dimensions (2 m x 85 cm), la Midinette est vendue en version complètement
carrossée entre 19 800 F et 23 100 F (selon l'autonomie choisie) et il
existe un modèle découvert aussi laid.
L'Auto Journal, 1.8.1979
Société CEDRE, Mérignon 09230 Sainte-Croix Volvestre.
VESSA Carville présentée en mars, ex-Pilcar (1977)
Vessa p.a. Société Romande d'Electricité, Clarens, Suisse.
Voiture de ville en polyester animée par un moteur électrique,
dessinée et construite par Franco Sbarro (Pilcar), à la demande
de Victor Perremond, l'Electricité Neuchateloise et la société
Romande d'Electricité.
Berline 2 portes et pick-up.
Moteur électrique à courant continu 84 volts 8/16 kW, 23 ch DIN.
Batteries Super-Dynac 40 Wh/kg à plaques tubulaires planes, mises au
point par Leclanché.
Roues arrière motrices, boite de vitesse automatique.
Châssis monocoque en polyester.
Suspensions avant et arrière à roues indépendantes et ressorts
hélicoïdaux.
Pneumatiques : 165 SR 13.
Freins à tambours avant et arrière.
Longueur 428 cm, largeur 165,5 cm, hauteur 139 cm, empattement 247 cm, voie
avant 143 cm, voie arrière 141 cm.
Poids : 920 kg.
Vitesse maximale 160 km/h.