Les avancées dans le domaine de la technologie des roulements
contribuent à fournir la transmission électrique du futur, affirme Anthony
Simonin, Responsable du centre de compétences sur les véhicules
électriques et les véhicules électriques hybrides chez SKF.
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Récupération de l'énergie
Un composant critique dans la transmission d'une voiture hybride est l’alternodémarreur
entraîné par courroie (BSG), qui récupère l'énergie du freinage et la
renvoie dans le moteur pour stimuler les performances du moteur et de couple.
SKF a récemment aidé un fournisseur de premier rang à améliorer la conception de
son système BSG, qui faisait partie d'un système de transmission de 48 V.
Pour la dernière version du BSG, SKF a mis au point une nouvelle conception de
roulement de détection position rotor – utilisable avec des moteurs à traction
synchrones ou à induction, utilisés dans des véhicules électriques et hybrides.
Suffisamment compact et léger pour être utilisé dans ce type de transmission, le
roulement de détection position rotor a été conçu pour offrir une résistance accrue
aux conditions extrêmes. Il peut supporter des températures continues jusqu'à
150 °C, est insensible aux fortes perturbations du champ magnétique ou aux
niveaux élevés de vibrations, et peut à la fois réduire l'ondulation de couple et le
bruit électrique.
Dans l'ensemble, la précision fournie par le dispositif permet un fonctionnement
plus silencieux du moteur électrique, ce qui permet une conduite plus souple et une
plus grande efficacité.
Réduction du frottement
La lutte contre le frottement a lieu dans chaque composant de la voiture, des pneus
aux pistons. Toutefois, des éléments spécifiques des véhicules électriques et
hybrides, notamment la densité de puissance supérieure et la vitesse accrue,
accentuent les effets du frottement. Il est donc nécessaire de concevoir des
composants capables de réduire le frottement. Dans le cadre d'une collaboration
récente avec un client, SKF a aidé un fournisseur de premier rang à maintenir la
compacité d'un alterno-démarreur à courroie de 48 V, à une vitesse, une charge et
une température accrues. Pour cela, SKF a proposé ses roulements eDrive Ball
Bearings – dans ce cas, des roulements rigides à billes – qui présentent un très
faible frottement et sont spécialement conçus pour une utilisation dans les
transmissions électriques et hybrides.
Ils utilisent une cage en polymère brevetée ainsi qu'une géométrie de piste
optimisée et une graisse spécialement formulée pour réduire le frottement de près
de 30 %.
SKF a modélisé la conception de la pièce, à l'aide de son logiciel de simulation, et
l'a testé au niveau des composants. La modélisation des composants est
généralement le point de départ essentiel de leur spécification. Dans cet exemple,
le client utilisait, à l'origine, des roulements standard, mais ceux-ci n'étaient pas à
la hauteur.
Les tests sont également essentiels. En fait, SKF crée déjà actuellement une série
de bancs d'essai rapides qui vont au-delà des besoins actuels du marché, puisque
ce sont probablement ces besoins qui vont évoluer à l'avenir.
Résolution de nouveaux problèmes
Chaque avantage issu d’une nouvelle technologie peut être contrebalancé par un
inconvénient. Les convertisseurs électriques en sont un bon exemple. Pour tous les
avantages offerts, notamment une plus grande efficacité énergétique, la
commutation à grande vitesse augmente la fréquence du signal, ce qui entraîne
une fuite de courant.
Celui-ci peut nuire aux composants tels que les roulements et réduire leur durée de
fonctionnement. Pour contourner ce problème, il est possible d'utiliser des pièces
alternatives, notamment des roulements hybrides.
Ceux-ci combinent une bague en acier inoxydable avec un élément roulant en
céramique, ce qui permet d'isoler la fuite de courant et de protéger les composants
contre les courants vagabonds.
La technologie peut résister à la vitesse élevée des transmissions électriques, ainsi
qu'aux cas de lubrification insuffisante. Les voitures électriques et hybrides sont
également beaucoup plus silencieuses que les voitures classiques.
Les voitures électrique et hybrides montrent indubitablement la voie à suivre dans
l'industrie automobile, puisque tous les principaux constructeurs développent leur
propre gamme de véhicules.
L'optimisation de la conception est essentielle et dans de nombreux cas, le
roulement contribue significativement à l’atteinte de meilleures performances.
Source : SKF
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