Essieu électrique : la nouvelle transmission

Essieu électrique : la nouvelle transmission

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Le principe est aussi simple qu'ingénieux : le moteur électrique, la transmission, l'électronique de puissance et le différentiel sont réunis en un seul ensemble et peuvent être installés dans n'importe quel véhicule, des petites voitures aux gros SUV, au lieu de l'essieu avant ou arrière. Les véhicules à transmission intégrale sont simplement équipés de deux essieux électriques et le nouveau concept de transmission constitue également une solution d'une simplicité impressionnante pour les véhicules hybrides et à pile à combustible. Il n'est pas étonnant que tous les grands équipementiers automobiles, dont la compétence principale était auparavant le développement de composants pour le moteur à combustion, travaillent dur au développement d'essieux électriques. La course devrait revenir à ZF Friedrichshafen AG, qui a annoncé qu'elle produirait en série son module d'entraînement électrique compact chez un constructeur automobile européen dès 2018. Un an plus tard, Bosch et Continental ont mis sur le marché leurs essieux électriques prêts pour la série, et Schaeffl a également annoncé qu'un essieu électrique était sur le point d'être introduit dans la production en série.

"L'essieu électrique est le moteur de démarrage des voitures électriques."ROLF BULANDER, DIRECTEUR GÉNÉRAL DE BOSCH

ESPOIR DE MILLIARDS DE VENTES

« D'un point de vue économique, l'essieu électrique peut être un grand succès pour Bosch, car Bosch intègre le principe tout-en-un dans l'entraînement », déclare Rolf Bulander, directeur général de Robert Bosch GmbH et président de la division Mobility Solutions. Bosch espère générer des milliards de ventes grâce à ce seul composant. "L'essieu électrique est le moteur de démarrage des voitures électriques - même pour les constructeurs automobiles établis. Cela leur permet d'économiser du temps de développement coûteux et peut mettre les véhicules électriques sur le marché beaucoup plus rapidement", explique Bulander. La puissance du moteur peut être échelonnée entre 50 et 300 kilowatts, le couple entre 1 000 et 6 000 Newton mètres. Un essieu électrique d'une puissance de 150 kilowatts ne pèse qu'environ 90 kilogrammes, soit nettement moins que les composants d'un entraînement électrique conventionnel. Le fournisseur Continental construit son nouveau module d'entraînement électrique hautement intégré pour réduire encore davantage le poids. Avec une puissance de 150 kilowatts, il ne pèse que 75 kilogrammes, y compris le moteur électrique, l'électronique de puissance et la transmission. Continental propose aux constructeurs automobiles sa transmission d'essieu entièrement électrique dans des classes de puissance allant jusqu'à 320 kilowatts et, en fonction du rapport de transmission, avec un couple de sortie allant jusqu'à 6 400 Nm. Le lancement sur le marché est prévu pour 2019 en Chine.

« L’industrie automobile est sur la voie d’une mobilité zéro émission. »PETER GUTZMER, CONSEIL DE SCHAEFFLER TECHNOLOGY

PRINCIPE MODULAIRE

Le fournisseur Schaeffl a présenté sa dernière génération d'essieux électriques à l'IAA. Dans sa forme la plus simple, la solution modulaire pour véhicules hybrides et voitures électriques pures offre une translation à une seule vitesse dans une conception coaxiale ou axialement parallèle. Grâce à la conception planétaire du différentiel, la transmission est extrêmement compacte et offre beaucoup d'espace pour la machine électrique, qui peut être conçue comme PSM (machine synchrone à excitation permanente) ou ASM (machine asynchrone) avec ou sans électronique de puissance. La configuration de base peut être étendue avec des éléments fonctionnels supplémentaires tels qu'un verrou de stationnement. Un deuxième rapport est particulièrement nécessaire dans les véhicules hybrides rechargeables, qui nécessitent un fonctionnement dynamique et purement électrique jusqu'à 120 km/h et en même temps une vitesse de pointe élevée. Dans l'essieu à deux vitesses développé par Schaeffl, la dynamique latérale est contrôlée par un petit moteur électrique comprenant une boîte de vitesses. "Personne ne peut actuellement dire avec quelle rapidité les véhicules purement électriques s'imposeront sur le marché", a déclaré Peter Gutzmer, directeur technologique de Schaeffl, à l'IAA. Il en est néanmoins convaincu : « L’ensemble de l’industrie automobile est sur la voie d’une mobilité zéro émission et nous voulons soutenir cette tendance avec des technologies prêtes pour la production en série. »

SYSTÈMES INTÉGRÉS

Le fournisseur ZF produit depuis longtemps des moteurs électriques, des transmissions d'essieux et des commandes électroniques à grande échelle pour les constructeurs automobiles. En 2018, l'entreprise a lancé la production en série de son premier essieu électrique pour un fabricant européen. « Le système d'entraînement efficace et compact de ZF montre que l'intégration système de la transmission, du moteur électrique et de l'électronique de puissance est une compétence clé que nous pouvons offrir à nos clients à partir d'un seul fournisseur », déclare Jörg Grotendorst, responsable de la nouvelle division E-Mobility chez ZF. L'approche modulaire des entraînements d'essieux électriques couvre les exigences de différents clients et modèles avec différentes classes de puissance et longueurs - des voitures compactes aux véhicules utilitaires légers. Une machine électrique asynchrone (ASM), une transmission mono-vitesse à deux étages, un différentiel, un carter et un refroidisseur ainsi que l'électronique de puissance et le logiciel sont intégrés dans l'essieu ZF-E. Le moteur et la boîte de vitesses partagent un carter, ce qui simplifie la production et l'assemblage final. Le système délivre jusqu'à 150 kW et un couple d'essieu maximal de 3 500 Nm. Le système d'entraînement compact mesure 45 × 38 × 51 cm et pèse 113 kilogrammes. Un système de refroidissement intégré régule la température de fonctionnement optimale du moteur électrique et de l'électronique.

« Nous proposons à nos clients une solution d'entraînement compacte. »JÖRG GRODENDORST CHEF DE LA DIVISION E-MOBILITÉ ZF