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Une transmission à vectorisation de couple pour véhicules électriques
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Une transmission à vectorisation de couple pour véhicules électriques

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Une grande autonomie, une bonne dynamique du véhicule et une sûreté de fonctionnement optimale : Ce sont les objectifs que le projet d’électro-mobilité Visio.M s’efforce d’atteindre. Des chercheurs de la Technische Universität München (TUM) ont développé une transmission à vectorisation de couple dont les caractéristiques sont parfaitement adaptées aux véhicules électriques.

La quantité d’énergie fournie par les batteries est un facteur limitant pour l’autonomie d’un véhicule électrique. Pour récupérer autant d’énergie de freinage que possible, les ingénieurs du centre de recherche sur les transmissions (FZG) à la TU München ont développé une transmission à vectorisation de couple ultralégère pour les véhicules électriques.

« Alors que le couple d’entraînement est normalement distribué à 50/50 sur chaque roue de l’essieu d’entraînement, notre système à vectorisation de couple dose le couple entre les 2 roues selon les besoins », explique l’ingénieur Philipp Gwinner du FZG. « Cela garantit également une bonne dynamique du véhicule. » Lorsqu’un véhicule accélère dans une courbe, un couple plus élevé est appliqué à la roue extérieure. La voiture rentre alors plus facilement dans la courbe. Le résultat: une plus grande agilité et, en même temps, une conduite plus sûre.

Récupérer l’énergie au freinage en virage

Ce qui est encore plus important pour les chercheurs, cependant, est la récupération efficace de l’énergie de freinage. Normalement, les freins convertissent l’énergie cinétique en chaleur. Les systèmes dits de récupération de l’énergie peuvent empêcher cela. Ils travaillent selon le principe d’une dynamo de vélo, qui convertit l’énergie cinétique prélevée sur la roue en énergie électrique. Dans le cas des véhicules électriques, cette énergie peut être utilisée pour recharger les batteries, augmentant ainsi l’autonomie du véhicule.

Malheureusement, dans les courbes, la récupération d’énergie au freinage est limitée car la roue intérieure supporte beaucoup moins de charge que la roue extérieure. La fonction de vectorisation de couple ajuste alors le couple de récupération pour les deux roues, individuellement. Ceci augmente la stabilité du véhicule, tout en permettant en même temps de récupérer plus d’énergie.

Plus léger et moins cher

Les transmissions à vectorisation de couple sont aujourd’hui utilisées dans certains modèles haut de gamme et dans les voitures de sport à moteur à combustion interne. En raison de leur coût élevé et de leur poids supplémentaire, ces transmissions n’ont pas encore trouvé d’application dans les véhicules électriques. L’objectif des chercheurs était ainsi d’optimiser ce type de transmission pour les petits véhicules électriques.

A la place des roues dentées coniques classiques utilisées dans les différentiels, les ingénieurs ont développé un différentiel à pignons droits, dans lequel le couple supplémentaire peut être appliqué depuis l’extérieur de la transmission par l’intermédiaire d’un réducteur planétaire superposé. En utilisant une petite machine électrique pour la vectorisation du couple (petite par rapport au couple d’entraînement) les ingénieurs peuvent produire une grande force de lacet à n’importe quelle vitesse pour obtenir la dynamique et la tenue de route voulues.

Le carter des premiers prototypes est constitué d’aluminium. Pour gagner encore plus de poids, le carter en aluminium va être remplacé par un carter en aluminium et en matériau synthétique renforcé par des fibres. Pour réduire les forces agissant sur ​​le boîtier sans augmenter le bruit des pignons, critère essentiel dans les véhicules électriques, les chercheurs ont développé un engrenage spécial libre de toutes forces axiales. Avec d’autres optimisations des composants, cela a conduit à une réduction de poids de la transmission de plus de dix pour cent.Transmission à vectorisation de couple pour la voiture électrique Visio.M

« La chose intéressante avec la transmission à vectorisation de couple que nous avons développée, c’est qu’elle procure non seulement un niveau de récupération d’énergie élevée, et, avec cela, une autonomie étendue », explique le professeur Karsten Stahl, Directeur de la FZG, « la transmission améliore également la dynamique du véhicule, le plaisir de conduire et la sécurité. Les mesures d’optimisation et d’amélioration continue nous laissent optimistes sur le fait que, dans un avenir proche, le poids et le coût du système seront en mesure de rivaliser avec ceux des différentiels standards actuels ».

Les participants au consortium Visio.M sont, en plus des constructeurs automobiles BMW AG et Daimler AG, la Technische Universität München en tant que partenaire scientifique, et Autoliv BV & Co. KG, l’Institut fédéral de recherche routière (BAST), Continental Automotive GmbH, Finepower GmbH, Hyve AG, IAV GmbH, InnoZ GmbH, Intermap Technologies GmbH, LION Smart GmbH, Amtek Tekfor holding GmbH, Siemens AG, Texas Instruments GmbH Germany et TÜV SÜD AG en tant que partenaires industriels. Le projet est financé dans le cadre du programme prioritaire « Technologies clés pour la mobilité électrique – STROM » du Ministère fédéral de l’éducation et de la recherche (BMBF) pour une durée de 2,5 ans avec un budget total de 10,8 millions d’euros.

Source : TUM
L’avis de Romain :
Je m’interroge sur le fait que ce système sera moins cher qu’une transmission à vectorisation de couple classique. En effet, l’utilisation d’un boîtier en aluminium composite renforcée par des fibres peut s’avérer très coûteux si le procédé de fabrication n’est pas maîtrisé et appliqué à de grands volumes. En outre, le coût élevé des véhicules électriques (principalement en raison de leurs batteries) ralenti aujourd’hui l’adoption de ce type de véhicule, plus encore que leur autonomie limitée. Pensez-vous que la stratégie de favoriser l’autonomie au détriment du coût est la bonne stratégie à adopter ?

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