Les innovations de Renault au Mondial (troisième partie)

Voici le troisième et dernier volet des innovations présentées par Renault au Mondial de l'Automobile. L'électrique étant le fond de commerce de la marque au losange, je ne pouvais pas ne pas parler de ce sujet, et encore moins de la Zoé. Aussi, je vais revenir sur le moteur électrique avec chargeur rapide intégré. Car c'est la vraie nouveauté technique.

Ce moteur de deuxième génération est synchrone à rotor bobiné et développe une puissance de 65 kW pour un un couple de 220 Nm. Il offre des accélérations et des reprises franches dès les bas régimes.

Mais, il intègre surtout le chargeur Caméléon, breveté par Renault et qui révolutionne la charge des véhicules électriques. Ce chargeur est compatible avec n’importe quel niveau de puissance jusqu’à 43 kW. Il permet de se recharger sur une borne entre 30 minutes et 9 heures. Par exemple, la Zoé peut ainsi se recharger en une heure à la puissance de 22 kW. Ce niveau de puissance intermédiaire préserve mieux la durée de vie des batteries et a moins d’impact sur le réseau électrique qu’une charge rapide à 43 kW.

Par ailleurs, le chargeur Caméléon va permettre de développer des bornes moins chères. Si actuellement, les bornes de charge rapide sont équipées d’un chargeur haute puissance, ce dernier ne sera plus nécessaire puisqu'il sera directement intégré dans le véhicule à l'avenir. De nouvelles bornes de charge rapide - plus simples et plus économiques - vont donc voir le jour et coûteront moins de 3 000 €, soit quatre fois moins cher que les bornes de charge rapide existantes sur le marché.

L'autre innovation importante est le freinage récupératif de nouvelle génération qui capte quasiment toute l’énergie perdue lors d’un freinage et cela sans à-coups, ni frein moteur prononcé. Proposé sur la Zoé, ce système a une double action :
- à la décélération, de la même manière que Fluence Z.E. et Kangoo Z.E., le moteur récupère l’énergie cinétique du véhicule et la convertit en courant électrique qui vient recharger la batterie,
- lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, le système électronique répartit intelligemment la consigne de freinage entre le serrage des plaquettes et le frein moteur, ceci afin de maximiser la récupération d’énergie au freinage.
Le fonctionnement est transparent pour le conducteur et les passagers et permet d’optimiser l’autonomie de la Zoé.

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BeyondZero : les solutions de SKF pour réduire le CO2

En Touraine, le géant suédois SKF dispose d'un site spécialisé dans les roulements, les capteurs et les joints, qui travaille entre autres pour l'automobile et au niveau mondial. L'usine est à Saint-Cyr-sur-Loire et j'y ai été invité hier, pour une présentation de l'initiative Beyond Zero. La stratégie, initiée en 2006, consiste à développer des produits qui réduisent la consommation d'énergie (et dont le business va être multiplié par 4 d'ici 2016). Nous allons faire un petit tour d'horizon de ces produits, qui s'adressent aussi bien aux véhicules thermiques qu'aux hybrides et aux voitures électriques.

Dans une voiture moderne, on trouve 80 à 100 roulements. On les trouve au niveau des roues, de la transmission, de la direction, du moteur, de l'embrayage, de la suspension et des moteurs électriques. Par exemple, SKF fournit sur les systèmes Stop & Start le roulement de détection de position rotor. C'est une pièce essentielle dans les alterno-démarreurs de Valeo, qui contribuent à réduire la consommation de carburant et des émissions de CO2 jusqu'15 % en ville. Sur la base d'un kilométrage annuel de 14 500 km, cette solution représente une réduction annuelle de 75 kg de CO2.

Nous avons aussi appris hier que SKF travaille avec Bolloré. La célèbre Bluecar d'Autolib' utilise des roulements à billes en céramique et des capteurs, adaptés à la transmission électrique. Le groupe breton, qui se charge de l'intégration des composants, a appelé en direct l'équipementier. Par la suite, SKF a livré ses composants à Leroy Somer, qui fournit le moteur électrique de la Bluecar.

A propos de voitures électriques, SKF a développé une solution spécifique pour les constructeurs. Le roulement à billes eDrive a été développé à partir du roulement rigide à billes éco-énergétique de la gamme (et connu sous le nom d'E2). Il répond aux besoins spécifiques des moteurs électriques à densité de puissance élevée, destinés aux véhicules électriques et hybrides. Ce roulement à billes réduit les frottements (de 20 à 30 %) et favorise la dissipation de la chaleur, ce qui se traduit par une augmentation du rendement (+ 1 %) et des vitesses (+ 30 à 40 %) de fonctionnement des moteurs électriques.
Tous ces avantages combinés se traduisent par un allongement de la durée de service des véhicules électriques et hybrides.

Pour moi, l'information la plus intéressante est l'arrivée programmée des roulements dans les turbos. L'idée est de remplacer les paliers à huile par une pièce très petite (elle tient dans la main) et qui permet d'obtenir à la fois une réponse plus immédiate à l'accélération et de réduire les émissions de CO2 de 3 %. Elle est, de plus, idéale pour le démarrage à froid (réduisant au passage la pollution HC et CO) et compatible avec les systèmes Stop & Start. La solution, bien que plus chère, intéresse beaucoup les constructeurs, en particulier les allemands. Elle pourrait arriver sur le marché d'ici deux à trois ans sur des moteurs diesel. Des protos roulent déjà. La technique devrait d'ailleurs être étendue aux utilitaires et aux poids lourds. Songez que ce roulement tourne à... 250 000 tours/mn. Soit, 4000 tours par seconde.

De façon plus classique, SKF développe aussi des joints à faibles frottements pour moteurs. Ceux-ci sont réduits de 55%, ce qui - sur un moteur à essence - permet d'économiser 1 g de CO2 par kilomètre. Par ailleurs, l'équipementier fournit aussi des roulements de roues ultra légers. Utilisés sur un véhicule utilitaire léger, ils permettent de réduire les émissions de CO2 de 0,25 gramme par kilomètre. Soit, un gain potentiel de 3,6 kg par an.

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Valeo et l'hybride abordable

L'équipementier français a présenté hier sa vision pour rendre l'hybride plus abordable et aider ainsi les constructeurs à atteindre plus facilement l'objectif de 95 g de CO2 par km à l'horizon 2020. Elle consiste à électrifier le véhicule avec des composants de taille réduite et dont les performances sont adaptées pour réduire la consommation à moindre coût. Selon Valeo, ce que certains constructeurs comme Toyota proposent sur le marché en matière d'hybride revient trop cher (60 à 80 euros par gramme de CO2 gagné selon leurs calculs). L'objectif est de réduire ce coût de moitié (à 30 € environ, l'équivalent d'un diesel Euro 5) pour démocratiser l'hybridation.

Et comment fait Valeo ? L'équipementier propose de retirer le démarreur et l'alternateur du moteur thermique et d'ajouter des composants dont la taille et la puissance ont été calculées au plus juste. A savoir : une machine électrique, un onduleur, un convertisseur DC/DC, un superviseur pour la chaîne de traction et le contrôle moteur et un dispositif de stockage pour l'énergie électrique. Sur le véhicule de démo, il s'agit de super capacités, mais on peut très bien imaginer à la place une batterie lithium-ion. Il est à noter que Valeo propose un réseau de bord à bi-tension, 12 volts pour les équipements à faible consommation et 48 volts pour les organes plus gourmands en énergie. Je reviendrai un autre jour sur ce standard qui va se concrétiser dans quelques années. En tout cas, le choix a été de privilégier des composants qui peuvent être standardisés et produits en grande série à un coût abordable.

Le résultat ? L'équipementier français annonce un gain de 15,5 % en CO2 sur son véhicule de démo. La voiture en question est une Peugeot 207 1,6 L THP. Un modèle de série qui, après la greffe de ce système hybride "low cost" passe de 164 à 138 g de CO2 par km. Au passage, l'auto gagne un Stop & Start amélioré (encore plus efficace que le e-HDI) et de nouvelles fonctions, dont le décollage électrique et le mode roue libre. Le concept de Valeo devrait arriver sur le marché d'ici 4-5 ans (à partir de 2016) et se généraliser d'ici 7-8 ans (2019).
Demain, je vous ferai part plus en détail de mon essai.

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