Une représentation formelle—mathématique, statistique ou hybride—qui mappe les états du véhicule, les actions de commande, les conditions environnementales et les charges auxiliaires à la consommation d'énergie instantanée ou intégrée des composants ou du véhicule entier.

Principe

Appliquer la conservation d'énergie et les relations d'efficacité au niveau des composants pour exprimer la demande de puissance comme fonctions de la vitesse, de l'accélération, de la déclivité, des conditions ambiantes et du fonctionnement des sous-systèmes ; calibrer les paramètres à partir d'essais ou de données de flotte et valider sur les enveloppes opérationnelles.

Démonstration

Un modèle modulaire de véhicule électrique calcule le flux d'énergie en sommant la traînée aérodynamique, la résistance au roulement, la puissance pour gravir une pente, les pertes d'onduleur et la consommation HVAC pour prédire kWh/100 km sous différents cycles de conduite ; un modèle d'aéronef utilise les courbes de consommation des moteurs et les profils de masse pour estimer la consommation de carburant par segment de vol.

Mauvaise application

Utiliser un modèle calibré pour une voiture particulière pour prédire la consommation d'un véhicule commercial lourd sans reparamétrage, en ignorant les effets d'échelle tels que la résistance au roulement et les pertes de transmission, conduisant à de grandes erreurs de prédiction.

Conséquence

Permet des compromis de conception, la synthèse de stratégies de commande, la planification du refroidissement, l'estimation d'autonomie et la conformité réglementaire lorsque les modèles sont précis et validés ; supporte l'analyse de scénarios pour l'amélioration de l'efficacité.

Inversion

Un modèle d'approvisionnement en énergie inverserait l'objectif vers les sources et contraintes de distribution (pompes à carburant, infrastructure de recharge) plutôt que la consommation ; traiter la consommation de manière déterministe sans incertitude supprime la capacité de planification probabiliste.

Limite

Couvre les mappages du niveau composant au niveau système des entrées opérationnelles vers la consommation d'énergie ; exclut la modélisation côté infrastructure, les modèles de coût économique sauf s'ils se rattachent à la consommation d'énergie, et les analyses de cycle de vie purement descriptives qui ne supportent pas la prédiction opérationnelle.

Tension sémantique

Diffère des modèles de groupe motopropulseur qui se concentrent sur la dynamique mécanique ; les modèles de consommation d'énergie insistent sur la conversion de ces dynamiques en unités d'énergie et peuvent abstraire des détails mécaniques pour une prédiction exploitable.

Synthèse

Un modèle de consommation d'énergie traduit le comportement du véhicule et de l'environnement en demande énergétique quantifiable à l'aide de la physique et des données afin que les ingénieurs et opérateurs puissent prédire l'usage, optimiser les systèmes et planifier les opérations.