Séance 4h : Bilan énergétique du Chariot de Golf DMS

3. PARTIE 2 : Mesures et caractérisation (1h30)

Activité 2.1 : Caractérisation de la batterie (30 min)

Objectif : Mesurer les performances réelles de la batterie

Mesure 1 : Tension à vide et résistance interne

Protocole :

1. Mesurez la tension à vide : U₀ = ________ V
2. Branchez une charge connue : R_charge = 10 Ω
3. Mesurez la tension en charge : U_charge = ________ V
4. Mesurez le courant : I = ________ A

Calcul de la résistance interne :

Résistance interne : Ri = (U₀ - U_charge) / I = ________ Ω

Puissance perdue dans Ri : P_perdue = Ri × I² = ________ W

Mesure 2 : Capacité réelle de la batterie

Protocole de décharge contrôlée :

1. Charger complètement la batterie
2. Décharger avec un courant constant I = 5A
3. Mesurer le temps jusqu'à tension minimale (21V pour batterie 24V)
4. Noter les mesures

Calcul de la capacité réelle :

Capacité réelle (Ah) = I × T_final = 5 × (____/60) = ________ Ah

Capacité constructeur : 20 Ah
Écart : ________%

Énergie disponible = Tension moyenne × Capacité = ________ × ________ = ________ Wh

Mesure 3 : Courbe de décharge

Question 5 : Tracez la courbe Tension = f(temps) et analysez

Interprétation :

• Phase 1 (0-10 min) : Chute rapide initiale → _____________
• Phase 2 (10-45 min) : Décharge linéaire → _____________
• Phase 3 (45-50 min) : Chute rapide finale → _____________

Activité 2.2 : Caractérisation du moteur (30 min)

Objectif : Établir les courbes caractéristiques du moteur électrique

Mesure 1 : Courbe couple-vitesse

Protocole :

1. Alimenter le moteur à tension nominale (24V)
2. Faire varier la charge (frein magnétique ou poulie + masses)
3. Mesurer vitesse de rotation (tachymètre) et couple (dynamomètre)

Calculs :

Puissance mécanique : P_meca = C × ω = C × (2π × N / 60)

Exemple pour C = 1.0 N.m et N = 2600 tr/min :
P_meca = 1.0 × (2π × 2600 / 60) = ________ W

Rendement : η = P_meca / P_elec × 100 = ________ / 120 × 100 = ________%

Question 6 : Tracez les courbes caractéristiques

Question 7 :

• Point de fonctionnement optimal (rendement max) : C = _____ N.m, η = _____%
• Le moteur est-il utilisé à son point optimal sur le chariot ?

Mesure 2 : Influence de la tension d'alimentation

Protocole : Charge constante (C = 1.5 N.m), faire varier la tension

Question 8 : Quel impact de la tension sur le rendement ?

Activité 2.3 : Mesures en conditions réelles (30 min)

Objectif : Mesurer la consommation du chariot en situation réelle

Essai 1 : Terrain plat

Protocole :

1. Charger complètement la batterie (noter U_initial = _____ V)
2. Parcourir 100 m sur terrain plat horizontal à vitesse constante
3. Mesurer en continu : U(t), I(t)
4. Chronométrer le parcours

Mesures :

Calculs :

Vitesse moyenne : v = 100 / T_total = ________ m/s = ________ km/h

Énergie consommée : E = ∫ U(t) × I(t) dt ≈ U_moy × I_moy × T = ________ J = ________ Wh

Énergie par km : E_km_plat = E × 10 = ________ Wh/km

Essai 2 : Montée à 10%

Protocole : Même protocole sur pente 10% sur 50m

Mesures :

Calculs :

Vitesse en montée : v_montée = 50 / T_total = ________ m/s = ________ km/h

Énergie consommée : E_montée = ________ Wh

Énergie par km : E_km_montée = E × 20 = ________ Wh/km

Ratio montée/plat : E_km_montée / E_km_plat = ________

Essai 3 : Descente à 10%

Question 9 : Que se passe-t-il en descente ?

• Le moteur consomme-t-il de l'énergie ?
• Y a-t-il récupération d'énergie (freinage régénératif) ?

Vérification : Mesurer I (positif = consommation, négatif = recharge)