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Plus rapide, plus loin, plus efficace

La mobilité électrique est l'avenir. Un simple regard sur les innovations des équipementiers automobiles suffit pour s'en rendre compte. Ils disposent de quelques solutions pour rendre les voitures électriques et semi-électriques encore plus attrayants à l'avenir.

Bien entendu, Tesla est dans toutes les bouches ainsi que la nouvelle VW ID.3, la Mercedes-Benz EQC, la Porsche Taycan ou les succès électriques de Renault. Mais parce que les équipementiers automobiles développent aujourd'hui ce que les constructeurs mettront en circulation demain, nous avons examiné les projets de ZF, Bosch and Co. et découvert que certains développements rendront les voitures électriques et les véhicules électrifiés nettement plus puissants, moins chers et, surtout, plus adaptés à l'usage quotidien dans quelques années.

Les hybrides rechargeables
Actuellement, le nombre de modèles combinant une propulsion à combustion et électrique, lesdits hybrides rechargeables ou PHEV, augmente rapidement. Selon les experts, leur attrait devrait encore augmenter. C’est du moins ce que croit ZF, qui a récemment annoncé un système de propulsion PHEV de quatrième génération, lequel sera utilisé dans les véhicules de série en 2022. Ce nouveau moteur hybride rechargeable est plus compact et plus léger et promet, en outre, une plus grande autonomie électrique. Par ailleurs, l'élément de propulsion électrique ne fera plus uniquement office d'entraînement auxiliaire. Selon ZF, le moteur électrique pourra à lui seul fournir jusqu'à 160 kW/218 CV et un couple de 450 Newton-mètres. De plus, l'autonomie électrique devrait passer à 100 kilomètres ou plus. Intelligent: afin de rendre la prochaine propulsion PHEV plus compacte, ZF a intégré l'électronique de puissance auparavant installée séparément dans le véhicule, sans pour autant modifier la taille de la boîte de transmission.

À propos d’intégration des essieux électriques: de nombreux grands équipementiers automobiles ont déjà mis au point des «essieux électriques», dans lesquels le moteur électrique, la boîte de vitesse, l'électronique de puissance et l'essieu constituent un composant unique. Par rapport aux moteurs à combustion classiques, ces solutions nécessitent uniquement environ un tiers de l'espace d'installation, ce qui permet une plus grande liberté lors de la conception des véhicules. Depuis l'année dernière, Continental produit un système d’entraînement pesant seulement 80 kilogrammes, qui peut fournir soit 120 kW/163 CV, soit 150 kW/204 CV. Ces entraînements particulièrement compacts permettent de réaliser des économies, car le regroupement des composants permet de se passer de nombreux câbles et connecteurs. En outre, les essieux électriques sont compatibles avec pratiquement tous les types de véhicules. Si la puissance d'un essieu électrique est insuffisante, il est possible d’en installer deux – un sur l'essieu avant et un autre sur l'essieu arrière. Les véhicules offrent alors non seulement le double de puissance, mais également une transmission intégrale.

Architectures à 800 volts
La majorité des systèmes d'entraînement des véhicules électriques disponibles sur le marché fonctionne avec une tension de 400 volts. À l'avenir, de plus en plus d'équipementiers miseront également sur des systèmes de 800 volts, qui seront utilisés principalement dans les véhicules à haute performance. Une tension plus élevée permet également d'obtenir plus de puissance, entre autres en ce qui concerne la batterie. Avec la voiture de sport Taycan, Porsche est le premier constructeur à installer un système de batterie de 800 volts du fournisseur Dräxelmaier. Porsche prévoit de permettre aux utilisateurs de la Taycan de charger la batterie avec une puissance de pointe pouvant atteindre 350 kW sur des bornes de recharge ultra-rapides appropriées en 2021. La batterie pourra alors être chargée à 80% en un quart d'heure.

Porsche Taycan

Semi-conducteurs en carbure de silicium
Un plus grand nombre de micropuces sera intégré dans les voitures modernes: dans l'électronique de puissance des voitures électriques également, à savoir le poste de contrôle de l'entraînement. À l'avenir, des équipementiers tels que Bosch veulent utiliser une nouvelle génération de puces à semi-conducteurs dans lesquelles des atomes de carbone sont incorporés dans la structure cristalline du silicium, par ailleurs très pur. Grâce à une meilleure conductivité électrique, ces nouvelles micropuces SiC permettent, entre autres, de réduire de 50% les pertes d'énergie sous forme de chaleur dans l'électronique de puissance. Bosch promet également des économies potentielles en termes de poids et de coût des voitures électriques ainsi qu'une plus grande autonomie.

Boîtes de vitesses
Jusqu'à présent, les voitures électriques ont principalement utilisé des rapports de transmission rigides, des boîtes de vitesses d'entrée pour ainsi dire. Le fait que les moteurs électriques aient des rapports de transmission différents peut présenter des avantages. Le spécialiste des boîtes de vitesse ZF, par exemple, a mis au point un entraînement à deux vitesses pour les moteurs électriques qui combine un moteur électrique compact avec la transmission et l'électronique de puissance. Grâce à une boîte de vitesses à deux rapports, ce système permet d'augmenter la capacité d'ascension en montagne et d'obtenir une meilleure accélération ainsi qu’un voltage maximum et un meilleur rendement. En conséquence, la deuxième vitesse est engagée à partir d'environ 70 km/h. Cette technologie est intéressante pour les véhicules qui parcourent également de longues distances à une vitesse plus élevée. Selon ZF, la boîte de vitesse à deux rapports augmenterait l'autonomie de 5%.