ANNEXE

Méthode à suivre pour déterminer la réduction des émissions de CO2 due à l’utilisation de l’alternateur Valeo à haut rendement dans un véhicule de la catégorie M1

1.   Introduction

Pour déterminer la réduction des émissions de CO2 imputable à l’utilisation de l’alternateur Valeo à haut rendement dans un véhicule de la catégorie M1, il est nécessaire de définir les points suivants:

a)	la procédure d’essai à suivre pour déterminer le rendement de l’alternateur;

b)	la configuration du banc d’essai;

c)	les formules permettant de calculer l’écart type;

d)	la détermination des réductions des émissions de CO2 aux fins de la certification par les autorités chargées de la réception par type.

2.   Procédure d’essai

Le rendement de l’alternateur doit être déterminé en effectuant des mesures à différentes vitesses: 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 tours par minute. À chaque régime, l’alternateur est chargé à 50 % de la charge maximale. Pour calculer le rendement, il convient d’appliquer la séquence suivante: 25 %, 40 %, 25 % et 10 % pour respectivement 1 800, 3 000, 6 000 et 10 000 tours par minute (voir l’approche VDA décrite au point 5.1.2 de l’annexe I des directives techniques).

On obtient donc la formule suivante (1):

Où

—	ηA est le rendement de l’alternateur,

—	(η @1 800 t/min @0,5×IN) est le rendement de l’alternateur à une vitesse de 1 800 t/min et à une charge de 50 %,

—	(η @3 000 t/min @0,5×IN) est le rendement de l’alternateur à une vitesse de 3 000 t/min et à une charge de 50 %,

—	(η @6 000 t/min @0,5×IN) est le rendement de l’alternateur à une vitesse de 6 000 t/min et à une charge de 50 %,

—	(η @10 000 t/min @0,5×IN) est le rendement de l’alternateur à une vitesse de 10 000 t/min et à une charge de 50 %,

—	IN= courant (A).

La configuration du banc d’essai et la procédure d’essai doivent satisfaire aux exigences de précision prévues par la norme ISO 8854:2012 (1).

3.   Banc d’essai

Le banc d’essai doit être un banc d’essai pour alternateur «en prise directe». L’alternateur doit être directement couplé au dynamomètre et à l’arbre d’entraînement. L’alternateur doit être raccordé à une batterie et à une charge électronique. Voir la configuration du banc d’essai au schéma no 1.

Schéma no 1

Configuration du banc d’essai

Le schéma no 1 procure une vue d’ensemble de la configuration du banc d’essai. L’alternateur transforme la puissance mécanique du moteur sans balais en énergie électrique. Le moteur sans balais génère une quantité d’énergie qui est définie par le couple (Nm) et par la vitesse de rotation (rad.s–1). Le couple et la vitesse doivent être mesurés par le dynamomètre.

L’alternateur produit de l’électricité pour couvrir la charge qui est raccordée à l’alternateur. La quantité d’électricité est égale à la tension de l’alternateur (V) multipliée par le courant de l’alternateur (I).

Le rendement de l’alternateur doit être défini comme la puissance électrique (produite par l’alternateur) divisée par la puissance mécanique (mesurée par le dynamomètre).

Formule (2)

:

Où:

ηA	=	rendement de l’alternateur;
V	=	tension (V);
I	=	courant (A);
T	=	couple (Nm);
ω	=	vitesse de rotation de l’alternateur (rad. s–1).

4.   Mesure du couple et calcul du rendement de l’alternateur

Les essais doivent être effectués conformément à la norme ISO 8854:2012.

La charge doit s’élever à 50 % du courant qui est garanti par l’alternateur à 25 °C avec une vitesse de rotation du rotor de 6 000 t/min. Par exemple, si l’alternateur est un alternateur 180 A (à 25 °C et 6 000 t/min), la charge doit s’élever à 90 A.

Pour chaque régime, la tension et le courant de sortie de l’alternateur doivent être maintenus à un niveau constant, soit la tension à 14,3 V et le courant à 90 A pour un alternateur de 180 A. Par conséquent, pour chaque régime, le couple doit être mesuré à l’aide du banc d’essai (voir schéma no 1) et le rendement calculé au moyen de la formule (2).

Cet essai doit déterminer le rendement de l’alternateur à 4 régimes différents, mesurés en tours par minute (t/min):

—	à une vitesse de 1 800 t/min,

—	à une vitesse de 3 000 t/min,

—	à une vitesse de 6 000 t/min,

—	à une vitesse de 10 000 t/min.

Le rendement moyen de l’alternateur doit être calculé à l’aide de la formule (1).

5.   Écart type de la moyenne arithmétique du rendement de l’alternateur

Les erreurs statistiques dans les résultats de la méthode d’essai provenant des mesures doivent être quantifiées. Le format de la valeur obtenue doit être un écart type correspondant à un intervalle de confiance bilatéral de 84 % [voir formule (3)].

Formule (3)

:

Où:

	:	écart type de la moyenne arithmétique;
xi	:	valeur de la mesure;
	:	moyenne arithmétique;
n	:	nombre de mesures.

Toutes les mesures doivent être effectuées consécutivement au moins cinq (5) fois. L’écart type est calculé pour chaque régime.

L’écart type du rendement de l’alternateur (ΔηA) est calculé au moyen de la formule suivante:

Formule (4)

:

Où les valeurs 0,25, 0,40, 0,25 et 0,1 sont les mêmes valeurs pondérées que dans la formule (2) et S1 800, S3 000, S6 000 et S10 000 sont les écarts types calculés au moyen de la formule (3).

6.   Erreur dans la réduction des émissions de CO2 en raison de l’écart type (loi de propagation)

L’écart type du rendement de l’alternateur (ΔηΑ) entraîne une erreur dans le calcul de l’économie de CO2. Cette erreur doit être calculée au moyen de la formule suivante (2):

Formule (5)

:

Où:

ΔCO2	=	erreur dans l’économie de CO2 (g CO2/km);
PRW	=	750 W;
PTA	=	350 W;
ηA–EI	=	rendement de l’alternateur à haut rendement;
ΔηA	=	écart type du rendement de l’alternateur [résultat de l’équation dans la formule (4)];
VPe	=	facteurs de Willans (l/kWh);
CF	=	facteurs de conversion (g CO2/l);
v	=	vitesse moyenne du nouveau cycle de conduite européen (km/h).

7.   Calcul de la part à prendre en compte de l’économie d’énergie mécanique

L’alternateur à haut rendement permet de réaliser une économie d’énergie mécanique qui doit être calculée en deux temps. Elle doit tout d’abord être calculée dans des conditions «réelles». La deuxième étape consiste à calculer l’économie d’énergie mécanique dans les conditions de la réception par type. Si l’on calcule la différence entre ces deux économies d’énergie mécanique, on obtient la part à prendre en compte de l’économie d’énergie mécanique.

L’économie d’énergie mécanique en conditions «réelles» se calcule suivant la formule (6).

Formule (6)

:

Où:

ΔΡm–RW	=	énergie mécanique économisée en conditions réelles (W);
PRW	=	énergie électrique en conditions réelles, soit 750 W;
ηA	=	rendement de l’alternateur de base;
ηA–EI	=	rendement de l’alternateur à haut rendement.

L’économie d’énergie mécanique en conditions de réception par type se calcule suivant la formule (7).

Formule (7)

:

Où:

ΔΡm–TA	=	énergie mécanique économisée en conditions de réception par type (W);
PTA	=	énergie électrique en conditions de réception par type, soit 350 W;
ηA	=	rendement de l’alternateur de base;
ηA–EI	=	rendement de l’alternateur à haut rendement.

La part à prendre en compte de l’économie d’énergie mécanique réalisée se calcule suivant la formule (8).

Formule (8)

:

Où:

ΔΡm	=	part à prendre en compte de l’économie d’énergie mécanique (W);
ΔΡm-RW	=	énergie mécanique économisée en conditions réelles (W);
ΔΡm-TA	=	énergie mécanique économisée en conditions de réception par type (W).

8.   Formule de calcul de la réduction des émissions de CO2

La réduction des émissions de CO2 doit être calculée au moyen de la formule suivante:

Formule (9)

:

Où:

CCO2	=	économie de CO2 (g CO2/km);
ΔΡm	=	part à prendre en compte de l’économie d’énergie mécanique suivant la formule (8) (W);
VPe	=	facteurs de Willans (l/kWh);
CF	=	facteurs de conversion (g CO2/l);
v	=	vitesse moyenne du nouveau cycle de conduite européen (km/h).

Pour les facteurs de Willans, il convient d’utiliser les données du tableau 1:

Tableau 1

Facteurs de Willans

Type de moteur	Consommation de puissance effective VPe [l/kWh]
Essence (VPe-P)	0,264
Essence turbo	0,28
Gazole (VPe-D)	0,22

Pour les facteurs de conversion, il convient d’utiliser les données du tableau 2:

Tableau 2

Facteurs de conversion

Type de carburant	Facteur de conversion (l/100 km) → (g CO2/km) [100 g/l]
Essence	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Essence turbo	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Gazole	26,4 (= 2 640 g CO2/l)

La vitesse moyenne du nouveau cycle de conduite européen est de: v = 33,58 km/h.

9.   Signification statistique

Il convient de démontrer pour chaque type, variante et version d’un véhicule équipé de l’alternateur à haut rendement Valeo que l’erreur relative à l’économie de CO2 calculée à l’aide de la formule 5 n’est pas supérieure à la différence entre l’économie de CO2 totale et la réduction minimale précisée à l’article 9, paragraphe 1, du règlement d'exécution (UE) no 725/2011 [voir formule (7)].

Formule (10)

:

Où:

MT	=	réduction minimale (g CO2/km);
CCO2	=	économie de CO2 totale (g CO2/km);
	=	erreur dans l’économie de CO2 (g CO2/km).

10.   L’alternateur à haut rendement à installer dans des véhicules

Pour déterminer les réductions des émissions de CO2 imputables à l’utilisation de l’alternateur Valeo à haut rendement à certifier par l’autorité chargée de la réception par type conformément à l’article 12 du règlement d'exécution (UE) no 725/2011, le constructeur du véhicule de catégorie M1 dans lequel l’alternateur est monté doit désigner, conformément à l’article 5 dudit règlement, un véhicule éco-innovant équipé de l’alternateur Valeo à haut rendement et l’un des véhicules de base suivants:

a)	si l’éco-innovation est installée dans un nouveau type de véhicule qui sera soumis à une nouvelle réception, le véhicule de base doit être identique au nouveau type de véhicule à tous égards, à l’exception de l’alternateur, qui doit offrir un rendement de 67 %; ou

b)

si l’éco-innovation est installée dans une version de véhicule existante pour laquelle la réception par type sera étendue après le remplacement de l’alternateur actuel par l’éco-innovation, le véhicule de base doit être identique au véhicule muni de l’éco-innovation à tous égards, à l’exception de l’alternateur, qui doit être l’alternateur de la version de véhicule existante.

L’autorité chargée de la réception par type doit certifier les réductions des émissions de CO2 sur la base des mesures du véhicule de base et du véhicule éco-innovant conformément à l’article 8, paragraphe 1, et à l’article 8, paragraphe 2, deuxième alinéa, du règlement d'exécution (UE) no 725/2011, suivant la méthode d’essai décrite dans la présente annexe. Lorsque les réductions des émissions de CO2 sont inférieures au seuil prévu à l’article 9, paragraphe 1, l’article 11, paragraphe 2, deuxième alinéa, du règlement d'exécution (UE) no 725/2011 s’applique.

11.   Code d’éco-innovation à introduire dans la documentation de réception par type

Aux fins de la détermination du code général d’éco-innovation à utiliser dans les documents de réception par type conformément aux annexes I, VIII et IX de la directive 2007/46/CE, le code individuel à utiliser pour la technologie innovante approuvée par la présente décision est le «2».

Par exemple, le code de l’éco-innovation dans le cas de l’économie due à l’éco-innovation certifiée par l’autorité allemande chargée de la réception par type est «el 2».

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(1)  ISO 8854. Véhicules routiers — Alternateurs avec régulateurs — Méthodes d’essai et conditions générales. Numéro de référence ISO 8854:2012(E).

(2)  Cette formule (5) peut être dérivée de la loi de propagation des erreurs qui est expliquée dans les directives techniques (paragraphe 4.2.1).