ZF présente ses dernières innovations technologiques

L’équipementier allemand ZF a convié sur son site de Friedrichshafen quelques journalistes afin de présenter ses dernières innovations technologiques. Leurs ingénieurs ont ainsi pu nous communiquer quelques informations techniques, notamment sur leur futur moteur électrique haute densité, leur module intégré de gestion thermique, leurs prochains propulseurs électriques pour poids lourds, ainsi que sur quelques composants de l’architecture électronique à venir.

Une avancée intéressante concerne celle de son futur groupe motopropulseur électrique (GMPe) EVSys800 capable de délivrer sous 800 V 200 kW en continu et 275 kW en pointe, pour une masse de 74 kg seulement, onduleur et transmission inclus. Déjà présentés en décembre dernier et plus détaillés dans un prochain Focus tech, les points d’améliorations concernent une nouvelle étape de conception du stator à épingles à cheveux, l'introduction d’un refroidissement interne, la miniaturisation de l’onduleur (notamment l'électronique de puissance SiC et condensateurs) et une transmission coaxiale à double train planétaire.

Un module complet de gestion thermique d’une chaîne de propulsion électrique a également été dévoilée. Le système TherMaS est doté d’une pompe à chaleur 800 V à haut rendement au propane préremplie et hermétiquement scellée, d’une gestion de 2 niveaux de température, d’un distributeur vers 4 circuits (batterie, GMPe, convertisseur/chargeur et habitacle) et de 2 échangeurs de chaleur. Il permet d'accroître l'autonomie du véhicule électrique de 30 % sous une température extérieure de 0°C, comparée à celle d’un système sans pompe à chaleur.

À destination des poids lourds de 44 t, l'équipementier développe un essieu arrière nommé AxTrax équipé de 2 moteurs électriques et d'une transmission à 3 rapports intégrant le différentiel dans un carter acier. Ce GMPe permet des changements de rapport sans rupture de couple et un découplage de chaque moteur, permettant notamment de n'en utiliser qu'un seul à vitesse stabilisée afin de le faire travailler dans sa zone de meilleur rendement. Une version AxTrax monomoteur pour les poids lourds de 19 t ou 6x4 américains et des GMPe sans essieu CeTrax allégés (carter aluminium) sont également prévus.

L’équipementier est par ailleurs très investi dans l’électrification des engins de chantier, de la petite pelleteuse jusqu’aux lourdes chargeuses, tant pour la propulsion que pour l’entraînement des pompes hydrauliques.

Prochaine architecture électronique

Préparant la prochaine mutation de l'électronique automobile vers une architecture définie par logiciel (SDV – Software Defined Vehicle) que nous traiterons dans un prochain dossier, ZF a conçu le calculateur haute performance ProAI, Scalable, ASIL D, exécutant jusqu’à 1,5 quadrillion d'étapes de calcul par seconde, flexible afin de répondre à un large besoin de constructeurs, traitant jusqu’à 3 domaines et pouvant gérer la redondance nécessaire à la fiabilité des décisions. Il est particulièrement adapté à la gestion des aides à la conduite de niveau 2 à 5. Un contrat de 14 millions d’unités a dorénavant été signé pour 2024. Le calculateur ZF ProConnect est quant à lui dédié à la connectivité V2X (5G, GNSS, Wifi, BT, cybersécurité).

Un capteur angulaire de rotule de triangle de suspension peut révolutionner l'automobile. Non seulement il est plus simple et plus léger que les systèmes actuels de mesure de hauteur de châssis par biellette et capteur à levier, mais peut également renseigner à haute fréquence le mouvement d’une roue à un calculateur de gestion dynamique du châssis.

Si ce capteur est monté sur toutes les roues, leur dispositif Cubix peut gérer la dynamique du véhicule. Si Cubix est intégré dans une architecture SDV, il peut par exemple informer un gestionnaire de flottes d’une utilisation sévère du véhicule, un service après-vente d’une vibration ou un service routier de la présence d’un nid-de-poule. Un train avant capable d’un braquage jusqu’à 80° et des amortisseurs économiques offrant différentes hauteurs de châssis étaient en outre en démonstration.

Le dispositif Cubix gèrera par ailleurs dès 2025 les fonctions dynamiques du châssis du futur SUV Lotus Eletre.

ZF nous a également permis de parcourir son musée riche d’innovations depuis la création de la marque : boîte à 4 rapports synchronisés de 1934, embrayage multidisque électromagnétique de 1936, système double embrayage manuel (!) sur Auto Union de 1942, tracteur Porsche-Diesel de 1956, transmission 2 rapports pour Formule E saison 4, embrayage de Formule 1. Un régal pour les amoureux de technologie.

      Yvonnick Gazeau