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

08/01/18 / Communiqués de presse

New development platform for electric and hybrid drives: How Schaeffler is accelerating electric mobility

11e colloque de Schaeffler 2018

La nouvelle division de l’électromobilité présentera des solutions innovantes pour les entraînements électriques et hybrides de l’avenir lors du 11e colloque de Schaeffler. Ces solutions comprennent des modules hybrides particulièrement compacts dotés d’un triple embrayage intégré, de même qu’une nouvelle génération d’essieux à entraînement électrique et des « boîtes de vitesses hybrides dédiées » complètes. Les composants électriques et électroniques pour les différents groupes motopropulseurs sont basés sur une plateforme de développement conjointe, que l’entreprise spécialisée dans la technologie présentera pour la toute première fois au public. De cette façon, Schaeffler espère aider la mobilité électrique à gagner rapidement des parts de marché.

BADEN-BADEN, le 13 avril 2018. Les valeurs limites quant aux émissions de CO2 dans les grands marchés automobiles continueront d’être resserrées au cours de la prochaine décennie. L’Union européenne, par exemple, entend réduire la cible moyenne par constructeur de 2021 (95 grammes de CO2 au kilomètre) de 30 pour cent additionnels d’ici 2030. Au même moment, plusieurs marchés, dont les marchés chinois et californien, ont adopté une réglementation pour les systèmes de propulsion alternatifs. Étant donné que les exigences législatives, mais également les préférences de la clientèle varient d’un pays à l’autre, la nouvelle division de l’électromobilité de Schaeffler élabore différentes solutions d’entraînement. Pour assurer une conception rentable des véhicules électriques et des véhicules hybrides dans ce contexte, les composants d’entraînement électriques et électroniques sont basés sur une plateforme de développement conjointe. Cette plateforme comprend à la fois des composants matériels, comme des moteurs électriques et l’électronique de puissance, ainsi que les logiciels essentiels nécessaires à la gestion de l’entraînement.

Schaeffler connaît déjà un grand succès sur le marché avec ses doubles embrayages et ses modules hybrides destinés aux véhicules hybrides actuels, dans lesquels l’entraînement électrique est positionné entre le moteur à combustion interne et la boîte de vitesses – une solution que les ingénieurs appellent « disposition de type P2 ». Dans le module hybride de deuxième génération actuel, une étape a déjà été franchie avec succès : il a été possible de placer l’embrayage qui découple le module hybride du moteur à combustion interne pendant la conduite électrique à l’intérieur du moteur électrique. Dans le module de troisième génération, qui sera présenté pour la toute première fois lors du colloque de Schaeffler, le double embrayage est entièrement placé dans le moteur électrique – plus précisément dans l’espace vide du rotor. Pour obtenir la force de serrage nécessaire, des embrayages multidisques du même type que ceux présents dans les voitures sport haute performance sont utilisés. Combiné à un actionneur hautement intégré pour actionner les trois embrayages, un module hybride extrêmement compact est développé pour rendre le groupe motopropulseur à peine plus long que ses variantes exclusivement fondées sur un moteur à combustion interne.

Étant donné l’augmentation des parts de marché pour les véhicules hybrides branchables, les fabricants de voitures revoient la conception de leurs boîtes de vitesses. Au lieu de positionner le moteur électrique à l’entrée ou à la sortie de la boîte de vitesses, il devient concevable de coupler l’entraînement électrique et la boîte de vitesses de façon à ce qu’ils forment un seul composant et une seule unité fonctionnelle. Schaeffler présentera un concept révolutionnaire pour une telle « boîte de vitesses à commande hybride dédiée » pour la toute première fois lors du colloque. La boîte de vitesses « DH-ST 6+2 » (boîte de vitesses à commande hybride dédiée) est fondée sur une boîte de vitesses manuelle automatisée et comprend deux rapports pour le moteur électrique et six rapports mécaniques. Le moteur électrique qui fonctionne en parallèle avec le moteur à combustion interne est intégré dans la structure de la boîte de vitesses et profite de deux rapports. L’avantage : Le moteur électrique peut fonctionner très efficacement, même à des vitesses de conduite élevées. Deux gammes de rapports sont aussi exclusivement réservés au moteur à combustion interne. Un multiplicateur de rapport placé entre les deux sous-ensembles permet de s’assurer que le moteur à combustion interne combine également le sous-ensemble électrique, ce qui signifie que quatre rapports additionnels lui sont offerts. Étant donné qu’une paire d’engrenages est utilisée deux fois, seulement cinq paires d’engrenages sont requises pour les six rapports. Les simulations menées par Schaeffler montrent qu’il est non seulement possible d’obtenir une performance sportive avec la boîte de vitesses « DH-ST 6+2 » et une puissance système de 220 kilowatts (300 ch.) – mais qu’une très faible consommation de carburant WLTC d’environ 4,5 L/100 km est également possible.

Schaeffler a présenté en 2011 un véhicule concept doté de deux essieux à entraînement électrique à l’avant et à l’arrière, ce qui a en outre permis une répartition active du couple entre les roues d’un essieu. Depuis, Schaeffler a non seulement débuté la production en série des composants clés de ces entraînements, mais a également développé un système modulaire complet pour les essieux électriques. Ce système comprend des variantes d’entraînement en parallèle ou coaxiaux, en plus des composants facultatifs pour différentiels, pour les boîtes à deux gammes de vitesses commutables, et pour la distribution active du couple. À l’aide d’un configurateur que l’entreprise présentera pour la première fois lors du colloque, les entraînements électriques d’essieu pour véhicules électriques et hybrides pourront dorénavant être définis en fonction des contraintes d’espace, de la performance de conduite et des fonctions.

Au moment de comparer l’entraînement d’essieu de 2011 avec la version actuelle, les progrès accomplis dans le domaine des entraînements électriques deviennent évidents. Alors que la performance maximale d’un entraînement à essieu de 90 kg s’élevait à 60 kilowatts au début de la décennie, la plus récente génération atteint 145 kilowatts avec une réduction de poids de 10 kg. « Des résultats de ce genre peuvent uniquement être atteints grâce au développement des composants électriques, mécaniques et électroniques de nos entraînements à l’aide d’une approche globale pour tout le système », explique Matthias Zink, PDG de la division des pièces automobiles de Schaeffler. « Nous nous considérons comme un partenaire du développement pour toutes les formes d’électrification. Schaeffler offre aujourd’hui un vaste portefeuille technologique bien approvisionné, qui peut être utilisé pour l’électrification du groupe motopropulseur. Pour la seule position P2, nous offrons des modules hybrides combinés à des convertisseurs de couple, à des transmissions à variation continue (CVT) et des boîtes à double embrayage, par exemple. Dans ce domaine, l’expertise mécanique approfondie de notre entreprise spécialisée dans la technologie représente une autre force dont nos clients peuvent tirer avantage », ajoute M. Zink. « De cette façon, nous offrons des produits adaptés aux diverses exigences de nos clients et à différents besoins de mobilité. »

Schaeffler a développé une boîte de vitesses pour les véhicules hybrides branchables qui est optimisée pour le domaine de conception.