La Barquette

From Communauté de la Fabrique des Mobilités


Maillage 1.jpg POC.jpg

Fiche Contact :

Level of project development: concept, prototype, prêt pour expérimentation
Le véhicule en résumé ! Poster Millau 2023

Quadricycle conçu pour transporter deux personnes en tandem avec un coffre latéral.

Maker: EVLI4XDA
Model: Véhicule La Barquette
Partenaire impliqué (industriel, fablab, labo...) :


EVLI4XDA to know the needs and help La Barquette. The skills the team is looking for for this vehicle are Discipline, Discipline/Design, Discipline/Industrialisation, Discipline/Modèles économiques, Discipline/Véhicule, Energie, Energie/Electrique, Energie/musculaire, Equipement, Equipement/Véhicule, Partie prenante, Pratique de mobilité, Pratique de mobilité/Mobilité active, Pratique de mobilité/Mobilité durable, Pratique de mobilité/Motorisée, Réglementation, Réglementation/Sécurité des transports, Réglementation/création d'entreprise, Réglementation/véhicule - Les personnes ayant les compétences recherchées par l'Equipe :ANTOINE DACREMONT, Abdourahamane, Adam Mercier, Adrien Pitois, Alain Dubois... further results

Tags: Proto1, XD2

Related challenge(s): L'extrême défi ADEME

Common produced:

Community(ies) of interest: Communauté de l'eXtrême Défi

Country:

On the map:
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Technical Elements of the Vehicle[edit source]

Vehicle type: velomobile, velo voiture, voiturette

Vehicle category: quadricycle lourd, quadricycle léger

Main use cases for this vehicle are : Transport de Marchandises

Vehicle category: L7eCU

Vitesse maxi de l'assistance (en km/h) : 80

Type de route utilisable route goudronnée

Number of people: 2

Number of rear wheel: 2

Number of front wheel: 2

Total mass of the vehicle (kg) : 630

Mass of Battery (kg) : 31

Consumption at 25km/h (Wh/km) : 40

Consumption at 45 km/h if concerned (Wh/km) : 80

Consumption at 80 km/h if concerned (Wh/km) : 100

Trunk/load volume: Transport d'objet Long. 800 Litre minimum. Largeur et hauteur mini du stockage 60cm mini, Longueur du stockage entre 150 et 250cm. Masse Utile 120kg dans le coffre

Drive type: electrique, electrique et assistance electrique

Transmission type: courroie, non renseigne

Steering type: bras leviers, pedales, volant + colonne direction, non renseigne

Type of braking: disque, non renseigne

Chassis materials: alu, acier

Type of assembly: non renseigne

Autonomie visée (km) : 25, 50, 100 voire 200 selon modèles

Puissance (en W) : 6000 ou 15000 selon modèles"ou15000selonmodèles" can not be assigned to a declared number type with value 6000.

Tension batterie (Volt) : 48V privilégié"Vprivilégié" can not be assigned to a declared number type with value 48., 96 V selon modèles"Vselonmodèles" can not be assigned to a declared number type with value 96.

Ampère.heure Batterie (A.H) : 234Ah"Ah" can not be assigned to a declared number type with value 234., possibilité 3x 234Ah"possibilité" can not be assigned to a declared number type with value 3.


Response file to the eXtreme Challenge[edit source]

Describe here your answer on 2 of the 6 parts (Vehicle, Energetics) by providing new informations continuously.
The 4 other parts (Narrative, ecosystem, economic and feedback) are to be detailed in your Team sheet: EVLI4XDA

"Barquette a plusieurs significations : 

- Conception Carrosserie Aérodynamique

- Aspect Logistique

- Barquette Aluminium

- Barque modulable"

Une proposition de véhicule inspiré du vélo et de la voiture, pour transporter deux personnes et des biens volumineux

Nos valeurs :

Efficacité, Sobriété, Minimalisme, Fonctionnalité, Modularité

Pour la meilleure performance possible :

_ Meilleur coefficient S*Cx

_ Meilleur ratio puissance * couple/poids

_  Meilleur ratio autonomie/capacité


Les matériaux

Les matériaux choisis sont au maximum recyclés, recyclables, légers, résistants, biosourcés :

-         Châssis métallique acier/aluminium, vissé collé, inspiré des technologies automobiles 2CV/4L & Lotus

o  L’aluminium et l’acier sont abondants sur la croute terrestre

o  Ils sont recyclables à 100%

o  Ils sont réparables facilement

o  L’acier et plus résistant, l’aluminium sera plus léger. L’objectif est de trouver le meilleur équilibre entre les deux.


-         Carrosserie en fibre composite, inspiré des vélomobiles et des barquettes automobiles

o  Fibre textile de lin ou jute biosourcée

o  Renforts bambou et cartons alvéolé

o  Résine la plus durable possible

o  Peu recyclable mais issue de la biomasse.


-         Habitacle avec d’autres matériaux tels que le bois, les thermoplastiques recyclables et plastiques recyclés, le Dibon.


Les inspirations industrielles

La 2CV et la 4L :

Dimensions 1.5m largeur, 3,7m de longueur

Roue, freinage emprunté à la 4L

La Lotus :

Châssis alu

Rapport poids/puissance

Centre de gravité bas

Les composants Essentiels

0, 1 ou 2 pédaliers en tandem, sous forme de générateurs électrique ou avec une boite vitesse mécanique issues du monde du vélo cargo.

1 à 4 moteurs électriques, d’une puissance maximale totale de 15kW. Sans réducteur, idéalement à aimants permanents. Capacité de frein moteur et de charge en descente/freinage.

Transmission par courroie et pas de chaine.

Présence optionnelle de panneaux solaires sur carrosserie.

Les composants Mécaniques

Objectif MADE IN FRANCE

Un châssis hydride : Poutre acier et échelle verticale aluminium

Une structure tubulaire aluminium pour l’habitacle et la plateforme/coffre qui accueillera les batteries.

Un Essieu Motorisé Propulsion

0, 1 ou 2 différentiels

4 cardans, 4 amortisseurs (Technologies McPherson ou Double triangulation)

Un essieu direction

Direction par bras de levier si présence pédalier (Standard 45km/h)

Direction par crémaillère si absence pédalier (Standard 90km/h)

4 Freins à disques et Frein à main de sécurité

A noter la présence de frein moteur.

4 Roues et pneus

Objectif : minimiser la perte liée à la surface de contact avec la route. Utilisation de roues standards type galettes entre 90 et 145mm de large.

Jantes fixées au minimum par 4 boulons et d’un minimum 14 pouces de diamètre.

Les composants de l’habitacle

Objectif 100% Matériaux Recyclé Recyclable ou biosourcé.

Utilisation de plaques de PP recyclé issues de l’écosystème Precious Plastic.

Utilisation de bois

Création d’une carrosserie composite à base de lin et de résine.

Les composants Electriques

Objectif ORIGINE EU

Une motorisation électrique (de 5 à 15kW)

-         Deux moteurs roues (implique deux variateurs)

-         Ou un moteur type Twizy

-         Ou un moteur Brushless

Variateur paramétrable proche de l’OPEN SOURCE

Ecran Afficheur graphique bus CAN à écran tactile 4.3" (Made in Italy)

Les batteries

Technologie lithium voire sodium à l’avenir. La technologie Lithium fer Phosphate LiFePO4 semble plus durable et plus sûre bien que plus lourde.

Tension 48V privilégié (Système Valéo ?), 72, 80V (Système Eon Motors ?) ou 96V possibles

Capacité minimale 1500Wh correspondant à l’énergie quotidienne des panneaux solaires. Devrait suffire pour 25km aller-retour.

Capacité maximale non définie.

L’usage de supercondensateurs a été étudié mais trop lourd pour le ratio Wh/kg.

L’impact de la batterie étant le plus important sur le cycle de vie du véhicule, nous cherchons à avoir le meilleur ratio autonomie/Capacité de la Batterie. En cherchant à minimiser le poids et à maximiser l’aérodynamisme de manière à minimiser la consommation par kilomètre et ainsi réduire l’impact des batteries.

Les composants réglementaires de sécurité

Phares et signalétiques

Ceintures, systèmes de désembuage.

Les caractéristiques cibles

Poids : 425 à 600kg max, Batteries incluses

Aérodynamisme : Cx max 0,6, SCx max 0,9

Puissance : Optimisée Max 6000W pour 45km/h, 15000W pour 80/90km/h

Couple : 100Nm mini - 1000Nm Maxi


Dessins et prototypage

Les prototypages et Proof of Concept auront lieu aux premiers et seconds semestres 2023/2024 en partenariat avec l’ICAM de Nantes.

Vehicle File: Dossier Véhicule La Barquette V1.pdf
Fichier Véhicule (AAP Proto) : la Barquette V1.pdf
Fichier associé au guide de montage : 
Lien vers un espace de stockage des fichiers 3D : https://cloud.fabmob.io/s/XZqobE5HWm3NwNS
Partenaire impliqué (industriel, fablab, labo...) : 

Dossier Energétique La Barquette

La Souveraineté énergétique de la mobilité

Léger et Aérodynamique

Léger

Le poids est réduit comparé à un véhicule traditionnel en ciblant la catégorie L7. Le crédo Light is Right est plus que jamais d’actualité.

Cependant il reste élevé et jusque 600kg sont autorisés. L’objectif, bien que les batteries ne soient pas intégrées dans le poids pour l’homologation, est de minimiser le poids du châssis et de la coque afin de laisser place à un maximum de batteries. Ces dernières seront modulaires afin de n’embarquer que la quantité de batteries nécessaires pour le trajet, en couvrant de 20km à 200km les besoins, les batteries inutilisées pourront être chargées dans un garage dont le bâtiment est couvert de panneaux solaires.

Le châssis barquette aluminium permettra de réduire au maximum le poids. L’acier sera en revanche étudié pour la réparabilité.

Aérodynamique

Le concept de transporter deux personnes l’une derrière l’autre et d’avoir le coffre latéral pour transporter des objets longs permet de réduire la surface de frottement lié à l’aérodynamisme.

La vitesse réduite à 90 voire 80km/h au lieu des traditionnels 90/110/130 permet une réduction des consommations, mais également de réduire le poids issu du dimensionnement de la mécanique.

La carrosserie inspirée des barquettes automobiles sera d’une technologie légère et aérodynamique.

Energie grise

Matériaux

Poids des matériaux en annexe,

Le châssis en métal représente le gros du poids, il est estimé entre 250kg et 300 kg avec les trains roulants, essieux, freins, roues. La carrosserie est estimée à 70kg. Les composants moteurs et électroniques, incluant un premier jeu de batterie, sont estimé à 150kg.

Métaux

Aluminium

Acier

Câbles :

La longueur de câble pour la Twike est donnée pour 8km

Dans la barquette, une conception du châssis avec une cloison centrale permettra de réduire la quantité de câble électrique.

Composite :

Résine

Thermoplastique

Fibre de Lin


Carton et cellulose

Equipements

Poste à souder

Découpe laser

Imprimante 3D

Transformation et industrialisation

Soudure, et découpe de tube consommant de l’énergie.

Procédé Composite low tech, reposant sur un empilement de couche de lin de résine, semble faible en énergie grise car non chauffant, sans presse...

Transport et approvisionnement        

Energie Utilisation

L'objectif commun est de remplacer l'usage de la voiture dans les déplacements du quotidien, qui en moyenne sont de 12km et durent une demi-heure... Soit aller-retour 1 heure 25km :

Etude du potentiel Solaire

Objectif : 100% au quotidien sur 25km par jour

Véhicule de 150cm de large, 370 cm de long soit 5.55 m² de surface.

Surface occupée par l’habitable 100cm par 70cm, soit 4,85 m² disponibles.

Exemple avec panneaux solaire souple 100Wc de dimensions 105x60cm. On peut espérer placer 7 panneaux sur la carrosserie. Soit 700Wc. Produisant par jour 2250Wh.

En envisageant une consommation optimiste de 36Wh/km, on atteindrait même 60 km par jour.

De manière plus réaliste : avec la technologie Solar Cloth, plus légére et souple, nous pourrions installer entre 357 (L6e) et 445 Wc (L7e). Soit 1300Wh minimum.

À 50Wh/km, ce qui est réaliste, on pourrait réaliser 25km par jour.


Le potentiel du solaire est intéressant en fonction des usages, par exemple sur un chantier en site isolé pour remplacer un groupe électrogène ou sur du cyclotourisme. Pour rentabiliser écologiquement ou énergétiquement, il faut que le véhicule soit garé au soleil, la forte présence d’ombrage lié à la végétation ou aux bâtiments le rend inutile en environnement urbain. Pour le même investissement il vaut mieux installer les panneaux solaires en toitures du bâtiment.


Etude du potentiel musculaire

Objectif : 10% à 80km/h hors phase d’accélération

Avec deux cyclistes en tandem de 75kg, produisant 2W par kilos pendant 1h.  150W chacun, on peut envisager 250Wh supplémentaire sur le trajet après conversion électrique. Cela pousserait l’autonomie de 10km supplémentaire, soit entre 11 et 14%.

Considérant que les moteurs électriques apportent l’énergie en phase d’accélération, nous pensons que l’énergie humaine issue du tandem peut être non négligeable.

Dans les faits :

-         L’expérience sur le tandem du pionnier de la libellule Bernard Cauquil montre que son mix énergétique pour un véhicule de 110kg est inférieur à 10% de pédalage et que le solaire représente plus de 90%.

-         L’expérience sur le véhicule de midi-pile montre que l’énergie issue du pédalage couvre à peine l’énergie consommée par les équipements en 12V servant au contrôle du véhicule (Contrôleur, variateurs, écran, etc...)

Le potentiel énergétique du pédalier est faible à partir de 100kg, et le seul intérêt de pédaler est plutôt lié à la santé et au bien-être.

La capacité des batteries :

A vu des calculs ci-dessous, la batterie devrait être dimensionnée pour 2500Wh minimal. En réalité les batteries n’utilisent que 50% de leur capacité, le reste étant une réserve de fonctionnement. On aurait donc une batterie de 5kWh minimum. Ce qui correspondrait à 60kg.

En limitant le poids du véhicule à 450kg, tout en faisant en sorte de minimiser le poids du véhicule pour maximiser la capacité des batteries, nous envisageons une batterie de 14,4 kWh, soit 144kg (exemple PYLONTECH + 300, 48V), ce qui porterai l’autonomie à 200km.

Cela correspond à 3 jours de charge solaire. L’autonomie serait poussée à 228km avec l’énergie musculaire.

Une remorque (recouverte de panneaux solaire), pourrait augmenter l’autonomie de 200km supplémentaires pour des trajets exceptionnels comme les vacances.

Energetics File: Dossier Energétique La Barquette V1.pdf

Fichier lié aux expérimentations 
Name of the pioneer to test the vehicle : 
Lister le(s) territoire(s) d'expérimentation : 
Date de disponibilité du véhicule à la location ou vente : day"day" contains an extrinsic dash or other characters that are invalid for a date interpretation.
Date Début des expérimentations : day"day" contains an extrinsic dash or other characters that are invalid for a date interpretation.


Compléments :