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Nouveau véhicule électrique à prolongateur d'autonomie Mahle
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Nouveau véhicule électrique à prolongateur d’autonomie Mahle

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Pour les véhicules électriques à batterie, l’utilisation d’un prolongateur d’autonomie semble être une solution appropriée pour assurer une autonomie proche de celle d’un véhicule conventionnel. Le spécialiste de Stuttgart MAHLE Powertrain a développé son propre prolongateur d’autonomie, avec une position d’installation flexible, en seulement 10 mois sans l’appui d’un constructeur.

Charactéristiques du groupe motopropulseur hybride

Le moteur deux cylindres 4 temps de 900 cm ³ avec ordre d’allumage 0°/180° fait 30 kW avec un couple maximum de 72 Nm de 2000 à 4000 tr/min. La machine électrique synchrone délivre 55 kW (100 kW crête). Le couple est transmis aux roues par l’intermédiaire d’un réducteur à deux vitesses pour une vitesse véhicule de 120 km/h sur la route. Avec des dimensions comparables à celles d’un bagage à main, l’ensemble est beaucoup plus compact que le moteur 1.2l quatre cylindres en ligne de la du véhicule de base, une Audi A1. Cela conduit à une réduction significative des niveaux de bruit et de vibrations à l’intérieur de l’habitacle car tous les composants d’entraînement majeurs peuvent être placés à l’avant de la voiture, à l’exception de la batterie haute tension. La batterie a une tension nominale de 350V et une capacité de 14 kWh et est situés sous le plancher du coffre dans la trappe de la roue de secours, mais une intégration dans le tunnel central et derrière les sièges arrières serait également envisageable. Un système de gestion intégré est utilisé pour assurer un management thermique optimisé.

Le petit pack batterie permet de réduire le coût et le poids, de sorte que le véhicule ne pèse que 200 kg environ de plus que la voiture de base. Le prolongateur d’autonomie MAHLE démarre en réponse à la fois à la charge demandée et à l’état de charge de la batterie, la batterie dans le prototype utilisant environ 80% de sa capacité. Naturellement, le prolongateur d’autonomie démarre avant que le seuil bas de la charge batterie soit atteint, surtout à basse température, comme quand par exemple le véhicule doit être chauffé. Mais même en hiver – à condition que l’état de charge de la batterie soit bon – il est possible de conduire en tout électrique.

Performances du démonstrateur MAHLE

MAHLE défini la stratégie de fonctionnement du prolongateur pour minimiser la consommation de carburant en respectant les limites d’émissions, de bruit ou de vibrations. Le réservoir de carburant a été réduit de près de la moitié à 25 litres. En conditions réelles, une autonomie en tout électrique de 70 km devrait être possible avec un supplément de 430 km disponible en utilisant le prolongateur d’autonomie, avec des émissions inférieures à 45 g de CO2/km. La consommation de carburant serait donc autour de 2 l/100km en considérant une batterie initialement complètement chargée. Cet objectif est atteint par la grande efficacité du moteur MAHLE, qui, à son meilleur point de fonctionnement est de 31%. Bien sûr, la consommation de carburant est mesurée sur cycle NEDC, alors qu’avec ce véhicule l’utilisation dans un monde réel permettrait d’obtenir des meilleures valeurs grâce notamment au freinage régénératif. Mais pour être aussi proche que possible de la réalité, les ingénieurs MAHLE ont optimisé le véhicule pour obtenir les meilleurs résultats sur le cycle Artemis qui est basé sur de vrais profils de conduite. Les premiers résultats montrent que même des émissions d’environ 40 g CO2/km sont de l’ordre du possible.

En plus de l’autonomie du véhicule, l’acceptation par le marché dépendra aussi des niveaux de bruit et de vibrations. Il y a encore du potentiel pour de grandes améliorations dans ce domaine – en particulier grâce à l’optimisation du système d’échappement. Cependant, la vitesse réduite du prototype lors des tests de conduite a eu un impact très positif sur la réduction des bruits et vibrations.

Bien sûr, le coût du prolongateur d’autonomie dépend du volume de production et le coût du moteur électrique en particulier, est plus critique que celui du moteur à combustion interne. Cependant, MAHLE pourrait construire et fournir le prolongateur d’autonomie pour plusieurs clients afin d’avoir des volumes plus élevés, ce qui aurait un effet positif sur les coûts. Le prix d’un véhicule équipé d’un prolongateur d’autonomie pourrait donc être plus compétitif qu’un hybride série et ainsi devenir commercialement viable. De plus, un hybride série est probablement déjà plus attractif qu’un véhicule électrique pur. Conclusion : MAHLE démontre qu’il maitrise le principe de prolongateur d’autonomie et souligne son expertise dans le secteur automobile savoir-faire avec ce véhicule de démonstration.

Source : Mahle
L’avis de Romain Nicolas :

Selon moi, l’hybride à prolongateur d’autonomie est un véhicule hybride série avec un moteur thermique optimisé et utilisant le downsizing. Il s’agit d’une solution peu coûteuse pour augmenter la portée d’un véhicule électrique à batterie. Cependant, il n’est pas encore présent dans nos rues parce que les très petits moteurs utilisés pour les prolongateurs de portée ne sont pas encore des produits sur étagère dans les centres R & D des constructeurs. Soit ils ont besoin d’externaliser la conception et l’industrialisation du moteur, soit ils vont lancer un nouveau cycle de conception à cet effet ce qui prend du temps. Pensez-vous que les constructeurs seront intéressés par la sous-traitance de la conception de prolongateurs d’autonomie par Mahle par exemple?

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