2 mars 2018
La nouvelle plate-forme de véhicule électrique ouvre la voie vers la prochaine génération
  • La conception hautement intégrée combine la batterie, l'absorption des chocs, le refroidissement et d'autres systèmes innovants dans un châssis léger, compact et évolutif qui s'appuie sur l'expertise acquise en Formule 1 et Formule E.
  • La plate-forme FW-EVX™ offre un poids réduit, une plus grande autonomie et une sécurité améliorée


Williams Advanced Engineering a dévoilé les technologies sur lesquelles se base son concept innovant de plate-forme de véhicule électrique FW-EVX™. Présentée en avant-première au salon Low Carbon Vehicle Show (R.-U.) en 2017, la plate-forme intègre des innovations dans les domaines de la conception de batterie, de l'absorption des chocs, du refroidissement et d'autres systèmes, le tout dans un châssis léger et compact, déjà adaptable pour les véhicules des segments C, C-D et D.

Dans une application typique de segment C, la plate-forme ne pèse que 955 kg, y compris la suspension triangulaire des quatre roues, jusqu'à quatre moteurs, la transmission intégrale, la direction et une batterie lithium-ion de 350 kg, 80 kWh. Williams Advanced Engineering anticipe l'intérêt de deux groupes de clients distincts pour la FW-EVX™ : les constructeurs automobiles à la recherche d'une plate-forme de véhicule électrique de nouvelle génération qui offre les avantages d'une conception hautement intégrée, et ceux qui recherchent des domaines technologiques spécifiques pour leurs propres plates-formes.

Paul McNamara, directeur technique de Williams Advanced Engineering explique : « Un véhicule électrique construit sur la plate-forme FW-EVX™ peut être plus léger, plus sûr, plus écologique et bien plus économique. Ces performances potentielles seraient même supérieures à celles d'une réalisation basée sur un véhicule conventionnel ou assemblée à partir de systèmes individuels à la pointe de la technologie provenant de différents fournisseurs. En concevant les systèmes clés comme des parties intégrantes d'un châssis de véhicule en aluminium/composite, nous avons considérablement réduit les compromis qui se présentent lorsque les différents éléments d'un groupe motopropulseur de véhicule électrique sont obtenus séparément, ce qui oblige à concevoir l'architecture du véhicule autour d'ensembles autonomes. »

La conception innovante de Williams Advanced Engineering englobe : des modules de batterie de grande robustesse qui améliorent la structure du véhicule, le calcul de la température de pointe des éléments de batterie pour éliminer le besoin de surveillance individuelle des températures, l'utilisation de deux innovations différentes en composites de carbone pour réduire le poids tout en simplifiant l'assemblage, et l'utilisation d'un onduleur sur mesure pour mieux compléter l'ensemble du véhicule. Les coûts, le conditionnement et le nombre de composants sont améliorés grâce à une intégration étroite de tous les systèmes.

Les longerons de châssis multifonctions améliorent le refroidissement, l'aérodynamique et la protection contre les chocs

Le module central en aluminium et composite de carbone collés de la plate-forme FW-EVX™ intègre des longerons latéraux de châssis qui offrent des zones à déformation contrôlée pour augmenter l'absorption des chocs. Les longerons latéraux fournissent également l'air de refroidissement pour la batterie, collecté par des conduits à l'avant du véhicule, ce qui permet de minimiser la zone frontale du véhicule et la traînée aérodynamique normalement associées aux échangeurs de chaleur. Les seuils canalisent l'air de refroidissement à travers les radiateurs internes puis le dirigent vers l'arrière pour créer une force d'appui au moyen d’un diffuseur aérodynamique.

Le volume d'air de refroidissement nécessaire a été réduit au minimum en concevant des modules de batterie dotés d'une plaque de base en aluminium boulonnée directement sur le plancher thermoconducteur du véhicule qui agit comme dissipateur de chaleur. Toutes les opportunités sont mises à profit pour donner une fonctionnalité supplémentaire à chaque composant.

« Le haut niveau d'intégration crée un cercle vertueux dans lequel chaque amélioration du poids et de la fonctionnalité apporte des avantages supplémentaires, » a ajouté McNamara. « Par exemple, le gain de poids permet d'augmenter la capacité de la batterie et l'autonomie du véhicule. »

Des matériaux en 2D créent des structures en 3D

Les objectifs de légèreté et de résistance supérieure aux chocs se retrouvent également dans la nouvelle construction du module de batterie, pour laquelle Williams Advanced Engineering a développé une technique révolutionnaire de fabrication de matériaux composites.

Paul McNamara explique : « Nous avons inventé une méthode de fabrication de charnière intégrée dans une seule préforme composite qui permet de créer des structures 3D à partir de matériaux 2D pliés selon les besoins. Cette méthode, dénommée 223™, ouvre la possibilité d'utiliser de nouveaux types de processus d'assemblage ainsi qu'une logistique beaucoup moins coûteuse et plus souple. »

Fort de son expérience considérable de fournisseur de batteries pour le championnat FIA de Formule E, Williams Advanced Engineering a conçu le module de batterie central de la FW-EVX™ comme une structure en nid d'abeille ultra rigide, mince et surbaissée, faite de boîtes composites qui s’imbriquent et contiennent les éléments de batterie. En utilisant le processus 223™ hautement automatisé, chaque boîte est fabriquée sous forme de feuille, puis pliée et collée pour créer la forme voulue. L'exosquelette qui en résulte contribue à la performance structurelle du véhicule et améliore les systèmes de sécurité, y compris la protection contre les collisions et l'isolation. L'emplacement et la fixation de chaque élément sont également essentiels pour sa longévité.

Des triangles plus légers comportant des matériaux composites recyclés

Bien que la plate-forme FW-EVX™ soit initialement destinée aux véhicules de haut de gamme et de niche, Williams Advanced Engineering met fortement l'accent sur le gain de poids apporté par les matériaux composites aux applications de plus gros volumes. Par exemple, les triangles de suspension sont formés à la presse à partir d'un composite de carbone recyclé à 80% grâce à un nouveau processus presque sans déchet, avec un temps de traitement d’à peine 90 secondes. Williams appelle ce processus RACETRAK™. Les pièces ainsi produites sont 40% plus légères que les triangles conventionnels en aluminium et d’un coût pourtant comparable aux pièces en aluminium forgé.

Williams Advanced Engineering présentera ces technologies au JEC World (parc des expositions Paris Nord Villepinte, 6 – 8 mars 2018), aux côtés du National Composite Centre, stand 6S72.

Un livre blanc fournissant plus de détails sur le nouveau processus RACETRAK™ et son application dans un grand nombre d'industries est également disponible sur demande.


  Source : Williams Advanced Engineering
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