Chaînes de Traction & Gestion de l’Energie

Chaînes de Traction & Gestion de l’Énergie

Enjeu : Développer et optimiser les chaines de traction thermiques, hybrides et électriques à faibles émissions de CO2 et de polluants

Technologies-clés du contrat de performance 2013-2018

Architecture GMP (Groupe MotoPropulseur)

L’électrification des Groupes Motopropulseurs (GMP) offre de nouvelles opportunités d’amélioration pour les chaînes de traction thermiques. Les voies de progrès sont nombreuses : optimisation thermodynamique du moteur, synergies moteur thermique/moteur électrique, optimisation des transmissions et des auxiliaires, réduction des frottements, etc.

Combustion, post-traitement et carburant

La réduction des émissions des moteurs thermiques se poursuit grâce au développement de nouveaux systèmes de combustion (2 temps, combustions homogènes, combustion diluée, taux de compression variable), à l’introduction de carburants alternatifs (biocarburants, GNV) et à l’optimisation des systèmes de post-traitement (FAP, SCR, NOx-Trap, etc.).

Gestion et valorisation de l’énergie thermique

Le rendement du moteur thermique peut être amélioré par la mise en place d’une gestion optimisée de l’énergie globale du véhicule et le développement de systèmes  de récupération d’énergie (thermoélectricité, Rankine, Turbo compound, etc.).

Ingénierie numérique

Pour accélérer les temps de développement et augmenter l’efficacité des motorisations, le développement et/ou l’amélioration d’outils numériques et expérimentaux est nécessaire : stratégies de contrôle moteur pour chaînes de traction hybrides, meilleure compréhension des phénomènes physico-chimiques, simulation Hardware in the Loop (HiL), etc.

Machines et Actionneurs électriques pour voitures électrifiées

Le développement de moteurs électriques compacts pour l’électrification des auxiliaires et l’hybridation « douce » sur la plupart des véhicules vont permettre des gains de consommation indispensables pour atteindre l’objectif des 95g de CO /km en 2021.

Machines et Actionneurs électriques pour voitures électriques et hybrides

Grâce à de nouvelles technologies mécatroniques telles que l’intégration de l’électronique de puissance dans la machine ou une meilleure gestion thermique, les machines électriques pour véhicules électriques et hybrides seront plus performantes.

Composants Actifs et passifs Intégrés dans les objets mécatroniques

Les composants électroniques ont un rôle essentiel dans l’évolution de l’électrification des véhicules. De nouvelles technologies de semi-conducteurs (SiC/GaN) et le développement de matériaux passifs adaptés à l’utilisation automobile permettront d’améliorer les systèmes mécatroniques.

Matériaux haute performance pour la mécatronique

De nouveaux matériaux sont nécessaires pour développer des systèmes mécatroniques plus compacts, plus efficaces énergétiquement et à coûts maîtrisés : alternatives aux terres rares, technologies film, matériaux conducteurs et isolants à changement de phase, matériaux de brasure...

Robustesse et manufacturing

Le développement de nouveaux systèmes mécatroniques performants nécessite de maîtriser la robustesse et la fiabilité des produits. Cela exige également la mise en  place de procédés et d’équipements pour l’industrialisation en grand volume de ces nouveaux objets.

Axes de travail du Domaine d'Activités Stratégiques CTGE

AXE 1 - Architecture mécanique, électrique et Système GMP
  • Matériaux métalliques, composites, plastiques, verres, recyclés, biomatériaux, semi-conducteurs…
  • Matériaux fonctionnalisés & intelligents
  • Assemblages
AXE 2 - Récupération et gestion de l’énergie
  • TIC pour la gestion de l’énergie, thermoélectricité, turbogénérateur, cycle de Rankine, moteur Stirling, solaire, cinétique… Thermo-management
AXE 3 - Combustion, frottements, thermique, post-traitement et carburants
  • Systèmes (injection, allumage, post traitement…) et modes de combustion (dual fuel, combustions homogènes, combustions externes…) Frottements et lubrification
AXE 4 - Organes / composants électriques / électroniques
  • Électrification des fonctions et des auxiliaires (dont traction)
  • Convertisseurs statiques / onduleurs de puissance
  • Fiabilité et robustesse des organes de puissance
AXE 5 - Outils & méthodes
  • Outils et méthodologies de modélisation, conception, d’optimisation et de mise au point (MIL…), sûreté de fonctionnement avec approche système
 
Exemple de produit issu de projets R&D

VCRi de MCE5-Development