Nissan motorise les 4 roues de ses véhicules électriques !!

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Sujet: Nissan motorise les 4 roues de ses véhicules électriques !!

De: Pierre Langlois

Date: Fri, 25 Apr 2008 13:02:30 -0400

Bonjour à tous

Après avoir regardé le documentaire «Car of the future», dont j’ai parlé dans mon courriel précédent, il m’est apparu qu’il manquait quelque chose d’important, sur quoi j’aimerais vous entretenir aujourd’hui.

C’est une constante dans l’histoire des technologies que lorsqu’une nouvelle invention apparaît, améliorant un dispositif, on a une tendance naturelle à imiter l’apparence et les fonctionnalités que conférait l’ancienne technologie à ce dispositif. Prenons deux exemples: le moteur électrique qui a remplacé la machine à vapeur dans les usines, et la voiture électrique de la fin du 19e siècle qui a remplacé la voiture à cheval.

Dans le cas des premiers moteurs électriques, on a simplement essayé d’imiter les machines à vapeur qu’ils devaient remplacer, vers 1840, comme le montre l’illustration du moteur électrique Bourbouze de cette période (ci-dessous), qui utilise des simili pistons, semblables à ceux des machines à vapeur.

Par ailleurs, les premières voitures électriques de la fin du 19e siècle imitaient les voitures à cheval, avec le cocher (conducteur) placé en hauteur sur un banc, à l’extérieur de l’enceinte du véhicule, tel qu’on peut le constater avec les taxis électriques de New-York de 1898, ci-dessous.

Cette façon de faire traduit l’inertie naturelle des êtres humains face aux changements. Avec l’automobile électrique (hybride ou non) d’aujourd’hui, on a encore tendance à penser en terme de la technologie précédente, les groupes de traction utilisant un moteur à combustion interne central.

Or, comme nous l’avons vu dans mon courriel du 31 mars, intitulé «Les multiples avantages des moteurs-roues !!», avec une voiture électrique, la portion de l’énergie dépensée pour accélérer le véhicule devient beaucoup plus importante que pour un véhicule traditionnel dont le gros des pertes se retrouve sous forme de chaleur. Pour augmenter l’efficacité des véhicules électriques, il est donc très important de récupérer le maximum de l’énergie cinétique du véhicule lors du freinage, en utilisant le(s) moteur(s) électrique(s) en mode générateur pour recharger la batterie. Or cette opération de freinage regénératif est très inefficace avec un moteur électrique central derrière un différentiel.

En, effet, un moteur central n’est connecté qu’à deux roues, alors que le freinage doit se faire sur les quatre roues. De plus, le fait d’être derrière un différentiel permet, tout au plus, de faire de la compression regénérative, puisque on doit quand même utiliser des freins mécaniques. Sinon, en voulant freiner avec une roue sur la glace ou dans une flaque d’eau, alors que l’autre roue (reliée au différentiel) est sur la chaussée asphaltée, la roue qui a perdu l’adhérence se mettrait à tourner en sens contraire et en revenant sur la chaussée sèche, entraînerait une perte de contrôle du véhicule pour un conducteur inexpérimenté. Pour mieux visualiser le fonctionnement d’un différentiel, je vous recommande le site Howstuffworks à l’adresse suivante

http://auto.howstuffworks.com/differential2.htm

Donc, en plus de n’être connecté qu’à deux roues, le «freinage» regénératif d’un véhicule électrique (ou hybride) ne peut fonctionner seul et DOIT être assisté par des freins mécaniques pour éviter le problème sérieux que je viens de mentionner. On ne peut donc, avec un moteur électrique central derrière un différentiel, que faire de la «COMPRESSION REGÉNÉRATIVE», et on est intrinsèquement limité à ne récupérer que 20% à 25% de l’énergie cinétique du véhicule.

Pour récupérer 85% de l’énergie cinétique d’un véhicule, grâce au freinage électromagnétique regénératif, il faut motoriser indépendamment les quatre roues du véhicule. Or, la compacité des moteurs électriques permet de le faire de façon efficace, ce qui n’est pas possible avec l’ancienne technologie des moteurs à combustion interne pour actionner directement et indépendamment les roues. C’est ici qu’il faut cesser d’imiter l’ancienne technologie du moteur central! Le jeu en vaut la chandelle puisqu’en motorisant les quatres roues indépendamment, on peut réduire la consommation d’énergie de 30% à 35% en ville et environ 25% en cycle combiné (ville-route), comme nous l’avons vu dans mon courriel du 31 mars 2008.

Nissan, qui s’est engagé à sortir des voitures électriques sur le marché en 2010, semble avoir compris cette problématique, puisqu’ils motorisent les quatre roues de leurs véhicules électriques prototypes avec quatre moteurs indépendants.

La Nissan Mixim concept (présentée en septembre 2007), par exemple, utilise deux «super moteurs» de Nissan, un par essieu, comprenant chacun deux moteurs indépendants, ce qui fait de la Mixim une quatre roues motrices. Voir

http://www.clean-auto.com/spip.php?article4425

http://www.autoblog.com/2007/09/11/frankfurt-2007-nissan-mixim-concept-rolls-in/

Les spécifications sont

    - masse à vide : 950 kg
    - nombre de passagers: 3 (conducteur au centre)
    - autonomie: 250 km
    - vitesse maximale : 180 km/h
    - batteries : 2 batteries Li-ion (manganate),
                puissance: 50 kw chaque (100 kw total)
                recharge rapide : 30 minutes
    -moteurs électriques: 2 super moteurs doubles (quatre arbres commandés indépendamment)
                puissance : chaque super moteur développe 50 kw (2 x 25 kw) pour un total de 100 kw

La batterie est fabriquée par The Automotive Energy Supply Corporation (AESC), une compagnie formée par Nissan et NEC. Voir

http://thefraserdomain.typepad.com/energy/2007/04/nissan_and_nec_.html

Malheureusement Nissan ne donne pas la capacité (en kwh) de la batterie de la Mixim. Pour en savoir davantage sur les «super moteurs» très compacts de Nissan (illustrations ci-dessous), voir

http://www.nissan-global.com/EN/TECHNOLOGY/INTRODUCTION/DETAILS/SUPER-MOTOR/

Par ailleurs, Nissan travaille également sur des moteurs-roues qu’ils ont intégré dans leur véhicule concept Pivo 2 (ci-dessous), et Nissan a déclaré, en janvier 2008, avoir l’intention de les utiliser dans leurs futures voitures électriques. Voir

http://www.motorauthority.com/cars/nissan/nissan-electric-car-coming-in-2010/

On en revient donc encore aux moteurs-roues, qui non seulement permettent de récupérer le maximum d’énergie au freinage, mais, en plus, peuvent être très forts et puissants, en raison du diamètre des roues. D’ailleurs, avec des moteurs-roues on n’a plus besoin de véhicules utilitaires sport (VUS), puisqu’une voiture intermédiaire peut développer environ 100 kw par roue (400 kw total, 530 hp). En effet, si vous demandez aux propriétaires de VUS quels sont les raisons de leur achat, il vont répondre

    - qu’ils ont besoin de 4 roues motrices pour les conditions de neige difficile, ou de routes en terre mal entretenues
    - qu’ils ont besoin de puissance pour tirer une roulotte ou une remorque, avec un bateau, une motoneige, un véhicule tout terrain

Or les moteurs-roues peuvent leur donner tout ça avec une voiture intermédiaire! Le besoin d’un VUS devient alors inutile pour une bonne majorité des gens, avec toutes les économies d’énergie qui s’en suivent...

C’est sûr que le développement de bons moteur-roues représente un défi important, mais économiser 25% d’énergie et éliminer le besoin des VUS constituent de sérieux avantages qu’on ne peut rejeter du revers de la main. Sans compter que les moteurs-roues donnent un flexibilité de design inégalée pour la conception de nos futurs véhicules.

Cordialement

Pierre Langlois, Ph.D.
physicien : consultant / auteur
tél: (418) 875-0380

***VOIR AU-DELÀ DES APPARENCES, GARDER L’ESPRIT OUVERT ET AGIR !

***Plus on s’informe et plus on en parle, plus ces inventions seront désirées et produites.

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