Des véhicules électrifiés innovants pour les villes du futur
Les besoins accrus de mobilité urbaine, combinés à la demande de pratiques durables, montrent qu’il est nécessaire de disposer d’applications plus sûres et plus fiables pour l’architecture des véhicules électriques. Le projet TELL(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, fait intervenir les fabricants des équipements européens actuellement les plus efficaces pour les applications basse et moyenne tension, des universités et une PME spécialisée dans les véhicules électriques urbains. L’équipe a développé des solutions optimisées destinées aux petites et moyennes catégories de voitures électriques, aux voitures électriques hybrides avec un système de propulsion électrique complémentaire basse tension et au secteur de la mobilité urbaine légère. «De nouvelles connaissances seront par exemple mises en œuvre dans les processus de production en fonction des besoins des clients, des processus éducatifs et du développement ultérieur dans des projets de suivi, tels que le projet Multi-Moby»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), fait remarquer Irene Karitnig, responsable du projet.
Les pièces performantes du puzzle
Fabriqués avec une technologie révolutionnaire basée sur des MOSFET au silicium pouvant être exploités dans tous les segments automobiles, le nouveau transistor à haute mobilité électronique au nitrure de gallium et les onduleurs à base de MOSFET Si sont spécialement conçus pour les cycles de conduite urbaine(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Le rendement moyen > 96 % atteint dans la plage de vitesse 0-40 km/h est remarquable. L’onduleur agit comme l’algorithme de commande orienté champ à la pointe de la technologie pour les moteurs électriques à aimants permanents. Il a été davantage optimisé en améliorant le modèle de flux du moteur et les opérations d’affaiblissement du champ. Cela n’a été possible qu’en utilisant le nouveau capteur de position avec une grande précision sur la mesure de position et en améliorant l’algorithme de suivi d’angle. Des mesures précises effectuées sur des prototypes de machines ont permis un réglage fin des variables de contrôle et une optimisation de l’efficacité et de la dynamique en dessous de la vitesse de base et dans les zones d’affaiblissement de champ. De plus, une densité de puissance finale de 19,3 kVA/l a été atteinte grâce à la réduction significative des pertes de puissance et à l’augmentation du courant de claquage.
Faible coût et grande efficacité
Une attention particulière a été accordée à la réduction des coûts grâce à la conception et à la fabrication, en appliquant les concepts de l’industrie 4.0(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) à la production des groupes motopropulseurs électriques et du véhicule complet. Au sein de la micro-usine, les véhicules ont été fabriqués tout en acier et ont passé les crash-tests les plus sévères pour pouvoir être classés en M1 (véhicules utilisés comme transporteurs de personnes) et en N1 (transporteurs de marchandises pesant jusqu’à 3,5 tonnes). Concernant le groupe motopropulseur, aucun filtrage externe n’est requis dans le circuit de puissance et dans la logique pour obtenir la conformité aux normes de compatibilité électromagnétique. De plus, grâce au rendement très élevé à basse tension de l’onduleur et du moteur personnalisés, il n’est pas nécessaire d’avoir recours à des dispositifs ou circuits refroidis par air forcé coûteux et encombrants ni à des dispositifs de refroidissement liquide. Avec l’intégration du nouveau groupe motopropulseur dans le châssis du véhicule électrique, une thermalisation élevée de la batterie et une différence d’autonomie réduite lors des excursions de température extérieure ont été rendues disponibles. De plus, l’efficacité plus élevée des unités de propulsion fait office de catalyseur pour une autonomie accrue et des trajets plus longs avec moins d’arrêts pour la recharge, ce qui a un impact positif sur la mobilité urbaine.
Mots‑clés
TELL, groupe motopropulseur, onduleur, véhicule électrique, mobilité urbaine, basse et moyenne tension
