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24 avril 2018
Nouvelle plateforme de développement pour les entraînements électriques et hybrides : Comment Schaeffler accélère la mobilité électrique

À l’occasion du 11e Colloque Schaeffler, la division e-mobilité nouvellement créée présente des solutions innovantes pour les entraînements électriques et hybrides de demain. Parmi ces réalisations, on trouve des modules hybrides ultra compacts avec triple embrayage intégré, une nouvelle génération d’entraînement d’essieu et des „boîtes de vitesses hybrides dédiées“ complètes. Les composants électriques et électroniques des différentes chaînes cinématiques ont été conçus sur une plateforme de développement commune que le groupe technologique présente pour la première fois au grand public. Ainsi, Schaeffler souhaite contribuer à ce que la mobilité électrique s’impose rapidement sur le marché.

BADEN-BADEN, 23 avril 2018. Dans la prochaine décennie, les valeurs limites de CO2 seront renforcées sur les principaux marchés automobiles. Ainsi, l’Union européenne compte réduire encore de 30% jusqu’en 2030 la valeur limite de 95 grammes de CO2 par kilomètre fixée pour 2021 pour les flottes automobiles. Parallèlement, certains marchés comme la Chine ou la Californie prescrivent des quotas fixes pour les véhicules à entraînement alternatif. Sachant que les prescriptions légales et la préférence des consommateurs diffèrent d’un pays à l’autre, la nouvelle division Schaeffler e-mobilité mise sur une diversité des concepts d’entraînement. Pour construire quand même des véhicules électriques et hybrides à des prix attrayants, les composants d’entraînement électriques et électroniques reposent sur une plateforme de développement commune. Elle englobe tant les composants matériels comme les machines électriques et l’électronique de performance que les principaux modules logiciels requis pour le réglage de l’entraînement.

Aujourd’hui déjà, Schaeffer remporte un franc succès sur le marché avec ses doubles embrayages et modules hybrides pour véhicules hybrides dans lesquels l’entraînement électrique est positionné entre le moteur à combustion et la boîte de vitesses – les ingénieurs parlent d’une « disposition P2 ». Dans la deuxième génération actuelle du module hybride, les ingénieurs ont réussi à loger l’embrayage de séparation qui découple le module hybride en conduite électrique du moteur à combustion à l’intérieur du moteur électrique. Dans la troisième génération du module présentée pour la première fois à l’occasion du Colloque Schaeffer, c’est maintenant le double embrayage tout entier qui se retrouve dans l’espace intérieur de la machine électrique, plus précisément dans l’espace vide du rotor. Afin d’assurer l’adhérence requise, on utilise des embrayages multidisques tels qu’utilisés dans les voitures de sport haute performance. Avec les actionneurs hautement intégrés pour l’actionnement des trois embrayages, il en résulte un module hybride extrêmement compact avec une chaîne cinématique à peine plus longue que celle des véhicules à moteur à combustion.

La part de marché croissante des véhicules hybrides rechargeables incite les constructeurs automobiles à repenser leurs concepts de transmission. Au lieu de disposer le moteur électrique devant ou derrière la boîte de vitesses, il est aujourd’hui envisageable de rapprocher l’entraînement électrique et la boîte de vitesses de sorte à n’avoir qu’une seule unité fonctionnelle. À l’occasion du colloque, Schaeffler présente pour la première fois au grand public un concept révolutionnaire permettant de créer une telle « boîte de vitesses hybride dédiée ». Le « DH-ST 6+2 » (Dedicated Hybrid Transmission) repose sur une boîte de vitesses robotisée et offre deux rapports électriques et six rapports mécaniques. La machine électrique est intégrée dans la structure de la transmission de sorte à être disponible pour le passage de deux rapports. L’avantage : le moteur électrique peut fonctionner très efficacement, même à très grande vitesse. Le moteur à combustion dispose, lui aussi, de deux rapports. Une sorte de boîte de démultiplication disposée entre les deux demi-boîtes permet au moteur à combustion d’utiliser aussi la demi-boîte électrique et donc de disposer de quatre autres rapports. Des simulations réalisées par Schaeffler montrent que le « DH-ST 6+2 » d’une puissance de 220 kilowatt permet non seulement une conduite sportive mais aussi une faible consommation WLTC de seulement 4,5 l/100 km.

Dès 2011, Schaeffler a présenté un concept car équipé de deux entraînements d’essieux électriques montés sur l’essieu avant et arrière qui disposait également d’un système de répartition de couple entre les roues d’un essieu. Entre temps, Schaeffler ne se contente pas de produire les composants clé d’un tel système d’entraînement en série, il a aussi développé un système modulaire complet pour les essieux électriques. Ce système comprend les entraînements tant parallèles à l’essieu que coaxiaux mais aussi les composants optionnels pour le différentiel, les boîtes de vitesses réglables à deux rapports ainsi que la répartition active du couple. Grâce au configurateur présenté pour la première fois à l’occasion du colloque, il est possible de définir les entraînements d’essieu des véhicules électriques et hybrides selon les besoins concernant l’encombrement, la performance de conduite et la fonction.

La comparaison des entraînements d’essieu de 2011 avec la version actuelle montre l’ampleur des avancées dans le domaine des entraînements électriques. Tandis qu’au début de cette décennie, l’entraînement d’essieu fournissait, avec un poids de 90 kilogrammes, une puissance maximale 60 kilowatts, la nouvelle génération dont le poids a pu être réduit de dix kilos atteint 145 kilowatts. « Seule notre approche systémique dans le développement des composants électriques, mécaniques et électroniques des composants de nos entraînement nous a permis d’atteindre de tels résultats » souligne Monsieur Mathias Zinz, membre du directoire de Schaeffler Automotive. « Nous nous considérons comme partenaire de développement pour toutes les formes de l’électrification. Aujourd’hui, Schaeffler dispose d’un vaste portefeuille technologique destiné à l’électrification de la chaîne cinématique. Ainsi, pour la seule disposition P2 des modules hybrides et en interaction avec des convertisseurs de couple, nous proposons par exemple des transmissions CVT et des doubles embrayages. Dans ce domaine, la grande expertise mécanique de notre groupe technologique est un autre atout dont nos clients profitent » ajoute Monsieur Matthias Zink. « Tout cela nous permet d’une part de fournir à nos clients les produits qui correspondent exactement à leur attente et d’autre part de répondre aux besoins en matière de mobilité. »


  Source : Schaeffler


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