Dans le cadre du projet FORMULA STUDENT FS26-DVP, la gestion de l’énergie a été abordée dès les premières phases de conception comme un élément structurant du cahier des charges, au même titre que l’architecture de propulsion ou le châssis.

Pourquoi 7,5 kWh est un choix rationnel en Formula Student

La capacité énergétique de l’accumulateur de notre FORMULA STUDENT FS26-DVP a été fixée à 7,5 kWh, une valeur volontairement située au-dessus du strict minimum requis pour l’épreuve d’endurance. Ce choix ne répond pas à une logique de surdimensionnement, mais à une approche rationnelle visant à maîtriser les contraintes électriques et thermiques du système.

En Formula Student, une capacité trop faible impose des courants élevés pour délivrer la puissance nécessaire, ce qui augmente les pertes par effet Joule, accélère l’échauffement des cellules et dégrade leur durée de vie. À l’inverse, une capacité excessive pénalise la masse et complique l’intégration. Le compromis à 7,5 kWh permet de réduire les courants spécifiques, d’améliorer le rendement global du système électrique et d’offrir des marges de fonctionnement compatibles avec une exploitation stable sur l’ensemble de l’épreuve d’endurance.

Calcul énergétique de l’épreuve d’endurance

L’épreuve d’Endurance en Formula Student impose une contrainte énergétique particulièrement stricte : environ 22 kilomètres parcourus à un rythme soutenu, où la consommation est fortement influencée par les phases d’accélération, les relances et la stratégie moteur adoptée.

Dans le cadre du projet FS26-DVP, les travaux de simulation ont montré qu’atteindre les 14 tours réglementaires avec une batterie de 7,5 kWh n’est pas automatique. Malgré plusieurs itérations sur la courbe moteur et la cartographie Endurance, la consommation réelle observée met en évidence l’écart entre une estimation théorique et le comportement énergétique effectif du véhicule.

Cette expérience confirme que la performance en Endurance ne repose pas sur un surdimensionnement de la batterie, mais sur la maîtrise fine de la puissance moyenne, des transitoires et de la récupération d’énergie. La capacité de 7,5 kWh constitue ainsi un compromis réaliste, nécessitant une gestion énergétique rigoureuse pour couvrir l’épreuve sans dégrader la performance ni la fiabilité du système.

Contraintes thermiques et gestion de la température

Dans un véhicule FORMULA STUDENT ELECTRIC réel, la gestion thermique de l’accumulateur constitue un enjeu majeur. Les cellules lithium-ion présentent des plages de fonctionnement optimales relativement étroites, en dehors desquelles les performances électriques se dégradent et les phénomènes de vieillissement s’accélèrent.

Dans le cadre du projet FS26-DVP, la gestion thermique est considérée comme maîtrisée par conception, afin de concentrer l’analyse sur la cohérence énergétique et les stratégies de puissance. Le dimensionnement retenu, associé à une limitation volontaire des puissances moyennes et des transitoires, vise à contenir les courants instantanés et à maintenir le fonctionnement du pack dans une zone thermique stable sur la durée de l’épreuve.

La récupération d’énergie au freinage est intégrée comme un levier de rendement global, tout en restant encadrée afin de limiter les contraintes thermiques supplémentaires sur l’accumulateur. Dans ce contexte, la gestion thermique n’est pas abordée comme un simple dispositif de protection, mais comme un paramètre structurant garantissant la constance du comportement électrique et la prévisibilité des performances tout au long de l’endurance.

Récupération d’énergie et freinage

Dans le cadre du projet FORMULA STUDENT FS26-DVP, nous avons intégré un système de récupération d’énergie de type KERS (Kinetic Energy Recovery System) afin de valoriser une partie de l’énergie cinétique dissipée lors des phases de freinage, en la convertissant en énergie électrique réinjectée dans la batterie.
Contrairement à un ERS tel qu’en Formule 1, ce KERS ne propose aucun mode de surcroît de puissance “le boost” et s’inscrit exclusivement dans une logique de récupération passive, limitant les risques de surconsommation et de stratégies énergétiques instables.
Lors d’un freinage, une partie de la décélération est assurée par les moteurs électriques fonctionnant en générateurs, le complément étant pris en charge par le freinage hydraulique, avec une contribution électrique volontairement plafonnée à 35 % de l’effort de freinage, selon les conditions de roulage et de sécurité.
L’énergie effectivement récupérée dépend du rendement global de la chaîne de régénération et conduit typiquement à un gain représentant 5 à 8 % de l’énergie consommée par tour, selon le circuit et le style de pilotage.
Avec une batterie de 7,5 kWh et une consommation moyenne observée d’environ 0,55 kWh par tour, ce gain reste modéré mais contribue de manière significative à la capacité à couvrir l’épreuve d’Endurance, sans compromettre la stabilité du véhicule ni la sécurité du freinage.