Unités de puissance et d'énergie

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Du fait de la proximité des unités utilisées dans le domaine du véhicule électrique, une certaine confusion existe entre les notions de puissance (exprimée en kW) et d'énergie (exprimée en kWh).

  • L'énergie correspond au produit de la force nécessaire pour effectuer un mouvement par la distance effectuée, elle est indépendante du temps mis pour effectuer ce mouvement.
  • La puissance, elle, fait intervenir le temps : elle est égale à l'énergie nécessaire pour effectuer un mouvement divisée par le temps que dure ce mouvement.

Exemples :

  • gravir une colline demande une certaine énergie, qui ne dépend que de son poids, mais il faudra plus de puissance pour la gravir en courant que pour le faire en marchant...
  • l'énergie contenue dans un kilogramme de charbon est plus importante que l'énergie contenue dans un kilogramme de TNT, cependant du fait de la rapidité de la réaction, la puissance fournie par l'explosion du TNT est bien plus importante que celle fournie par la combustion du charbon.

Puissance

Dans le système d'unités international, une puissance s'exprime en watt (W); cependant, dans le domaine du véhicule électrique, on utilise plutôt son multiple : le kilowatt (kW) (1 kilowatt = 1000 watts).


La notion de puissance est utilisée pour :

  • Exprimer la puissance du moteur électrique :

Elle est donc l'équivalent du "cheval" ou plus exactement du "cheval vapeur" (cv) utilisé pour les moteurs de véhicules thermiques. La conversion est la suivante : 1 cv = 0,736 kW (0,73549875 très exactement) ou 1 kW = 1,36 cv.

Un moteur de 100 kW correspond donc à 136 cv et un moteur de 100 cv à 73,6 kW.

  • Exprimer la puissance d'une borne de recharge :

Plus une borne est puissante, plus elle permet de remplir une batterie rapidement. Par exemple une borne de recharge de 5 kW pourra recharger une batterie de 20 kWh en 4 heures en théorie (en pratique, le temps de recharge est augmenté à cause des pertes dans la batterie, et par le fait que la puissance acceptée par la batterie dépend de son niveau de charge et d'autres paramètres).

Énergie

Dans le système d'unités international, une énergie s'exprime en joule (J) qui est équivalent à un watt-seconde; cependant, dans le domaine de l'électricité, on utilise plutôt le kilowatt-heure (kWh) (1 kilowatt-heure = 1000 watts-heures = 3 600 000 joules = 3,6 mégajoules). Ainsi un équipement d'une puissance de 1 kW fonctionnant pendant une heure consommera une énergie de 1 kWh.


La notion d'énergie est utilisée pour :

  • Exprimer la capacité d'une batterie :

Une batterie de 22 kWh permet donc de fournir une puissance de 22 kW durant une heure, ou 11 kW durant deux heures, etc...

Sur un véhicule thermique, l'équivalent de la capacité de la batterie est la capacité du réservoir exprimée en litres. En effet, un litre d'essence contient une énergie d'environ 9,4 kWh (11,2 kWh pour un litre de gazole). Un réservoir de 50 litres de gazole contient donc l'équivalent de 560 kWh. De la même façon, une batterie de 22 kWh contient donc la même énergie que deux litres de gazole.

Par conséquent, la consommation d'un véhicule électrique s'exprime en kWh/100km, qui est l'équivalent de la consommation en "litres aux cent kilomètres" d'un véhicule thermique. Une consommation de 13 kWh/100km sur un véhicule électrique correspondrait donc à une consommation de gazole de 1,2 l/100km.

On peut aussi noter que si 3 minutes (soit 0,05 heures) sont nécessaires pour faire le plein d'un réservoir de 50 litres de gazole, la puissance "de recharge" équivalente est de 560/0,05 = 11200 kW = 11,2 MW

  • Facturer la consommation électrique :

En effet, c'est bien l'énergie consommée qui est facturée par le fournisseur d'électricité, et non pas la puissance. Un compteur électrique relève les kWh consommés.

Erreurs fréquentes

  • Le kW/h n'existe pas...
  • kwh Kwh, KWH, Kw, etc.. sont des orthographes incorrectes
  • Exprimer la capacité d'une batterie en kW : en langage "véhicule thermique" cela reviendrait donc à dire : "mon réservoir fait 100 cv"
  • Exprimer la puissance d'une borne en kWh...