Concevoir le véhicule électrique du futur
Les véhicules électriques (VE) jouent un rôle de plus en plus important dans l’effort mondial déployé en faveur de la neutralité climatique. La réduction du nombre de véhicules alimentés par des combustibles fossiles en circulation et l’amélioration de l’efficacité des VE peuvent contribuer à réduire les émissions de carbone. De plus, les prix abordables et les avancées technologiques ont fait des VE une option de plus en plus attrayante et viable pour de nombreux consommateurs.
Améliorer les performances des VE
Néanmoins, les hésitations des consommateurs et divers problèmes technologiques ont empêché l’adoption à grande échelle des VE. Ces problèmes techniques sont souvent liés aux performances du véhicule, à la dynamique des mouvements et à la stratégie de freinage. Le projet ACHILES a été développé pour relever ces défis et rendre les VE encore plus viables sur le marché. «Le projet ACHILES s’est concentré sur l’amélioration d’un véhicule existant, l’Audi Q2, en définissant l’architecture et la stratégie de contrôle des différents sous-systèmes», explique Omar Hegazy, coordinateur du projet et professeur à l’université Vrije Universiteit Brussel (VUB) en Belgique. «Ces sous-systèmes incluent notamment les freins, le châssis, la batterie et le groupe motopropulseur, avec des moteurs électriques de conception nouvelle.»
Des avancées technologiques
L’équipe du projet a développé et prototypé de nouveaux composants innovants pour chacun de ces sous-systèmes. Ces innovations ont ensuite été intégrées et testées sur un véhicule ACHILES. D’importants résultats ont été enregistrés concernant l’amélioration des quatre sous-systèmes. «Chacune de ces avancées technologiques constitue un changement de paradigme en soi, mais ensemble, elles peuvent considérablement réduire le poids, la complexité du système et le coût d’un VE», explique Omar Hegazy. «Nous avons également pu démontrer leur capacité à accroître la fiabilité et le confort de l’utilisateur, ainsi que la sécurité en général.» La première innovation consiste en un nouvel algorithme de vectorisation du couple qui améliore de manière substantielle la dynamique du véhicule. La stabilité globale a été augmentée de plus de 10 % grâce à une meilleure direction. «La deuxième innovation est un nouveau concept de roue équipé d’un système de freinage entièrement électrique», explique Omar Hegazy. «Celui-ci inclut un nouveau concept de frein à friction.» Les tests ont révélé que les émissions de particules de frein pouvaient être réduites d’au moins 50 % grâce à l’utilisation du disque composite à matrice métallique en aluminium installé sur le véhicule ACHILES. Les freins à friction en aluminium ont également permis de réduire le poids total d’environ 19 kg. «La troisième innovation est une commande déphasée, qui dissipe intentionnellement l’énergie de freinage excédentaire lorsque les batteries sont entièrement chargées», ajoute Omar Hegazy. «Cela permet également de réduire le poids du système de freinage. Le nouveau moteur électrique garantit également une dissipation élevée de la chaleur.» Enfin, la quatrième innovation consiste en une plateforme informatique centralisée qui héberge les fonctionnalités de l’e-Drive. Elle réduit le nombre d’unités de contrôle électronique et de réseaux, et permet de répondre à toutes les exigences de sûreté et de sécurité. «La plateforme peut prendre en charge les contrôleurs de domaine centralisés nécessaires à la mise en œuvre de concepts d’automatisation et d’autonomie élevés, une exigence clé pour la mobilité intelligente», souligne Omar Hegazy. «Ceci permet de réduire jusqu’à 20 % du poids du système de contrôle.»
Inspirer les futures recherches sur les VE
Omar Hegazy et son équipe espèrent que l’intégration des quatre concepts d’ACHILES dans un VE permettra à terme de réduire le coût total de possession, d’augmenter l’autonomie et d’améliorer l’acceptation par les utilisateurs et la pénétration du marché. «Pour l’avenir, nous aimerions que ces quatre avancées technologiques soient affinées et optimisées dans la perspective d’une production de masse», conclut-il. «Ensuite, nous espérons que le projet ACHILES pourra inspirer et guider les futurs efforts de recherche et de développement visant à améliorer les performances, l’efficacité et la sécurité des VE.»
Mots‑clés
ACHILES, VE, véhicule électrique, carbone, émissions, freins, châssis, groupe motopropulseur
