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KART ELECTRIQUE

KART ELECTRIQUE. Lycée Pierre Gilles de GENNES DIGNE les BAINS. Présentation du système. Caractéristiques Physiques. Conforme à la norme : NF S 52-002. Longueur : 2100 mm Largeur : 1350 mm Hauteur : 800 mm Poids : env. 150 Kg avec les batteries. Motorisation :.

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KART ELECTRIQUE

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Presentation Transcript

  1. KART ELECTRIQUE Lycée Pierre Gilles de GENNES DIGNE les BAINS

  2. Présentation du système

  3. Caractéristiques Physiques Conforme à la norme : NF S 52-002 • Longueur : 2100 mm • Largeur : 1350 mm • Hauteur : 800 mm • Poids : env. 150 Kg avec les batteries

  4. Motorisation : • Moteur brushless : 4.6 kW, 10kW max • Couple de 30 N.m • Variateur intégrant un microprocesseur • 4 Batteries plomb gel : 12 V; 46Ah • Chargeur HF 48 V 50A piloté par le kart

  5. Prise pour connexion PC • Une télécommande à distance Boitier de diagnostic : • Indicateur de charge de chaque batterie • Feu stop arrière • Surveillance température moteur et variateur • 5 positions de vitesse préréglées • Marche arrière • Deux prises permettant de doubler la puissance de charge • Une prise de charge individuelle des batteries

  6. Performances : • 70 km/h limitation réglementaire pour la location • 50 m départ arrêté en 6s • Temps de charge: env. 12min pour 10min de roulage

  7. Analyse SysML du kart électrique

  8. Diagramme des cas d’utilisation

  9. Diagramme de définition de blocs

  10. Diagramme de séquence

  11. Diagramme d’état

  12. « Requirement » KART ELECTRIQUE Id= « 001 » Se déplacer en utilisant l’énergie électrique « Refine » « Refine » « Requirement » Accélérer / Freiner « Refine » « Requirement » Démarrer le kart « Requirement » Modifier la trajectoire Id= « 006 » On doit pouvoir modifier facilement la vitesse du véhicule Id= « 002 » On doit pouvoir démarrer la kart en toute sécurité Id= « 004 » On doit pouvoir modifier facilement la trajectoire du véhicule Priorité : haute Source : Technique Risque : haut Statut : Validé Priorité : moyenne Source : Technique Risque : haut Statut : Validé Priorité : haute Source : Technique Risque : haut Statut : Validé « Refine » « Refine » « Refine » « Refine » « Requirement » Freiner « Requirement » Reculer « Requirement » Accélérer « Requirement » Démarrer le kart « Requirement » Modifier la trajectoire Id= « 008 » La pédale de gauche permet de freiner le kart. Id= « 009 » Le bouton rouge au volant et arrière permet de reculer le kart à faible vitesse. Id= « 007 » La pédale de droite permet d’accélérer le kart en sens avant. Id= « 003 » Un interrupteur à l’arrière du kart permet de le mettre sous tension.. Id= « 005 » Un volant permet de modifier la trajectoire. Diagramme des exigences

  13. Exploitations pédagogiquesdéveloppées et planification

  14. Les activités, qui vont être présentées, ont toutes été expérimentées avec les élèves de 1°STI2D spécialité EE, SIN et AC en enseignement transversal et EE

  15. Planification des activités : • Une classe (24 élèves) = 2 profs. • Activité pratique transversale de 4 h. • Cours M, E, I : 3 heures. • Séquence pédagogique sur 2 semaines avec 2 centres d’intérêts. • CI 1 : Energie. • CI 2 : Information ou Matière. • Planification sur l’année. année

  16. Activité 1 : ENERGIE ENVIRONNEMENT Centre d’intérêt opérationnel EE: Efficacité énergétique passive

  17. Activité 1 : Objectif pédagogique : O.8 Valider des solutions techniques Descriptif de l’activité : Vérifier par des mesurages la vitesse du kart Compétence visée : CO8-EE4 : Mettre en œuvre un protocole d’essais et de mesures sur le prototype d’une chaîne d’énergie, interpréter les résultats.

  18. Calcul de la vitesse maxi du kart Transmission par courroie crantée: • Pour la configuration V1: N max du moteur : 2900 tr/min Nb de dents du pignon : 24 dents Nb de dents de la roue dentée : 80 dents Diamètre des roues : 270 mm V1max = 45 km/h

  19. Point 40 m Départ Radar vitesse inst. Zone de recharge Essais en extérieur

  20. Résultats : Les résultats sont utilisés aussi en mathématiques pour introduire les dérivées. a= dv/dt

  21. Courbes :

  22. Activité 2 : ENSEIGNEMENT TRANSVERSAL Centre d’intérêt opérationnel : Energie :Solution constructive d’une chaîne d’énergie.

  23. Activité 2 : Objectif pédagogique : O.4 Décoder l’organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d’un système. Descriptif de l’activité : Identifier les résistances à l’avancement mises en jeu lors de la motorisation d’un véhicule électrique. En déduire la puissance qu’il faudra que le moteur fournisse pour faire avancer le véhicule, à une vitesse donnée v, dans une pente donnée i avec une accélération α. Compétence visée : CO4.4 : Identifier et caractériser des solutions techniques relatives aux matériaux, à la structure, à l’énergie et aux informations d’un système.

  24. Motorisation d’un véhicule électrique • Identifier les différentes forces résistantes à l’avancement du véhicule. Le véhicule doit vaincre la somme des forces : ∑Ft = Faero + Froul + Fprof + Facc

  25. La puissance peut être exprimée par : P = ∑Ft . v Avec les données du kart, on trouve pour la configuration V1 (V = 40 km/h) : P max à l’accélération = 8200 W Le moteur peut développer P = 10 kW débridé

  26. Activité 3 : ENSEIGNEMENT TRANSVERSAL Centre d’intérêt opérationnel : Energie :Stockage de l’énergie.

  27. Planification trimestre 2

  28. Activité 3 : Objectif pédagogique : O.4 Décoder l’organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d’un système. Descriptif de l’activité : Mettre en évidence les différents procédés de stockage de l’énergie sous forme mécanique, chimique, électrostatique, électromagnétique, thermique. Valider le fonctionnement de quelques systèmes représentatifs. Compétence visée : CO4.4 : Identifier et caractériser des solutions techniques relatives aux matériaux, à la structure, à l’énergie et aux informations d’un système.

  29. Détail de l’activité : • Partie 1 : Brainstorming proposé aux élèves. • Partie 2 : Mesures sur un système technique. • Partie 3 : Bilan énergétique des systèmes de stockage.

  30. G1 : Kart G2 : Photovoltaïque G3 : Voiture G4 : Banc ABB Partie 1 : Question posée aux élèves sous forme de Brainstorming : • Barrages hydrauliques. • Air comprimé. • Forme chimique (batterie). • Forme thermique (ECS). • Volant d’inertie. • Inductance et condensateur. Comment stocker l’électricité? Pourquoi? Sous quelle forme?

  31. Partie 2 : Relevé de la tension aux bornes des batteries pendant la charge et la décharge du kart.

  32. Partie 3 : Bilan énergétique des systèmes de stockage. 4 Batteries 12 V Gel Plomb 48 Ah Montage en série 2 Batteries 7,2 V Ni-MH 3000 mAh 1 batterie/moteur 1 Batterie 36 V Li-ion 15 Ah 12 Batteries 2V Gel plomb 240 Ah Montage en série

  33. Le problème de la filière énergétique On souhaite stocker 1 kWh, toutes les énergies ne sont pas aussi concentrées… (1 Wh = ……………………….)

  34. Activité 4 : ENSEIGNEMENT TRANSVERSAL Centre d’intérêt opérationnel : Energie : Organisation fonctionnelle d’une chaîne d’énergie.

  35. Activité 4 : Objectif pédagogique : O.4 Identifier les éléments influents du développement d’un système. Descriptif de l’activité : • Etude du schéma de câblage d’un système. • Elaborer le schéma électrique du système avec un logiciel de schéma. • Comprendre le fonctionnement du système avec l’analyse Sysml. • Mettre en marche le système avec l’analyse Sysml. Compétence visée : CO3.1 : Décoder le cahier des charges fonctionnel d’un système.

  36. Schéma électrique du kart :

  37. Le kart est utilisable en projet STI2D • Projet de première STI2D 2011/2012: Spécialité E.E. : Les élèves ont travaillé sur l’étude des différentes motorisations (MAS et Brushless). Essai de performances Mesure du bruit (dB) Autonomie des batteries

  38. Emetteur InfraRouge Emetteur InfraRouge Récepteur InfraRouge Récepteur InfraRouge Récepteur Top arrivée Emetteur Top arrivée Traiter les informations Afficher le temps Spécialité S.I.N. : Les élèves ont travaillé sur un chronomètre avec cellule.

  39. L’année prochaine 2012/2013 • Projet de terminale STI2D : Spécialité E.E. : Nous voulons acheter un enregistreur de données autonome embarqué sur le kart pour des mesures d’intensité, de tension et de température. Réaliser l’exploitation de toutes ces mesures. Equiper le kart d’un autre type de batteries et comparer les performances. Equiper le kart d’un autre type de moteur et comparer les performances.

  40. Prix du kart électrique : Société « Speedomax » à Clermont-Ferrand Kart + Le chargeur + La console de programmation + La télécommande = Environ 9 000 € HT

  41. Ces travaux ont été réalisés par : • Enseignement transversal : DEREUMAUX Pascal et BELLINO Laurent • Enseignement de spécialité EE : BOLO José et BELLINO Laurent • Enseignement de spécialité SIN: GODARD Paul et GRIMAL Sylvain Lycée Pierre Gilles de GENNES DIGNE les BAINS

  42. Merci de votre attentionFIN

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