DNB 2018ArgentineCorrigé complet

Véhicule hybride : conversions, freinage régénératif, autonomie

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences5 questions

Notions BO couvertes

T3.1·Sources, conversions, formes d'énergie, chaîne énergétique T3.2·Bilan énergétique, rendement T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

Le véhicule hybride est l'une des solutions développées pour réduire l'émission de gaz à effet de serre des véhicules thermiques.

1.Principe du véhicule hybride

Un véhicule hybride est équipé de deux moteurs :

un moteur à combustion consommant un carburant (essence ou fuel) ;
un moteur électrique alimenté par une batterie rechargeable.

Schéma de principe d'un véhicule hybride : moteur thermique + moteur électrique + batterie — Document 1, Principe de fonctionnement d'un véhicule hybride.

Question 1

2 pts

T3.1

Identifier la source d'énergie utilisée par le moteur à combustion.

2.Diagrammes énergétiques

Diagrammes énergétiques : pour le moteur à combustion (énergie chimique entrée, énergie A vers roues, énergie thermique dissipée) et le moteur électrique (énergie B en entrée, énergie C vers roues, énergie D dissipée) — Diagrammes énergétiques des deux moteurs.

Question 2

4 pts

T3.1T3.2

Nommer les énergies A, B, C et D.

3.Freinage régénératif et recharge de la batterie

Lors d'un freinage, une partie de l'énergie cinétique du véhicule est récupérée et transformée en énergie électrique qui recharge la batterie.

Schéma : véhicule hybride en agglomération roulant à 50 km/h freinant pour s'arrêter — Document 2, Situation de freinage en agglomération.

Données

Masse du véhicule : m = 1 300 kg
Vitesse avant freinage : v = 50 km/h
Capacité énergétique de la batterie : 1,3 kWh = 4 680 kJ
Rendement freinage régénératif : 60 %

Question 3.1

4 pts

T3.1

Vérifier que l'énergie cinétique du véhicule avant freinage vaut 125 kJ.

Question 3.2

6 pts

T3.2T3.5

60 % de E_c est récupérée et transformée en énergie électrique. Déterminer le nombre de freinages nécessaires pour recharger totalement la batterie (capacité 4 680 kJ).

4.Pourquoi en ville plutôt que sur autoroute ?

Question 4

5 pts

T3.1

Expliquer pourquoi un véhicule hybride est davantage destiné à la circulation urbaine qu'à l'autoroute.

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.