Des plateformes prêtes à l’emploi

Avec l’avènement de l’électromobilité, les châssis entièrement porteurs font leur retour, à la place des carrosseries autoporteuses. Les possibilités de multiplier les modèles sont infinies.

Plus personne ne l’ignore, l’électromobilité est en train de révolutionner l’automobile. Mais le simple remplacement du moteur à combustion interne par un moteur électrique n’a que très peu de sens s’il ne s’accompagne de tout un tas d’autres modifications. Ainsi, les constructeurs et autres équipementiers ont cette tâche difficile de réinventer l’automobile, et plus particulièrement deux aspects de cette dernière. Le premier: les batteries. Désormais, ce ne sera plus le groupe motopropulseur qui différenciera les constructeurs automobiles les uns des autres, mais  bien le stockage de l’énergie. Le second: le châssis. Il est vrai que la création de châssis munis de batteries dans leur soubassement permet de créer une architecture entièrement nouvelle, puisque la voiture électrique sera composée d’une base roulante sur laquelle vient se poser librement n’importe quelle carrosserie.

Le «skateboard» de l’équipementier israélien REE Automotive repose sur des moteurs installés dans les moyeux de roue. De cette manière, tout l’espace au-dessus de la batterie peut être dédié au stockage. Parfait pour les utilitaires.

Une telle plateforme – parfois appelée skateboard – regroupe le stockage d’énergie, la chaîne cinématique, les trains roulants et la gestion des collisions. Diverses variantes de skateboards ont déjà été réalisées. Par exemple, les start-ups américaines Rivian et Canoo se sont associées respectivement avec Ford et Hyundai afin d’économiser du temps de développement et mettre les nouveaux modèles électriques plus rapidement sur la route. Dans le cadre d’un partenariat stratégique avec l’équipementier japonais KYB, la société israélienne REE Automotive développera des transmissions et des suspensions destinées aux futures plateformes de véhicules électriques. La particularité du dispositif? Le moteur, la transmission, la suspension et les freins sont entièrement intégrés au moyeu de chaque roue, la batterie étant logée dans un cadre résistant aux chocs et constituant le soubassement de la carrosserie. Ainsi, une telle plateforme offre énormément d’espace, puisqu’elle jouit d’une surface totalement plane. Voilà qui est très intéressant pour les véhicules utilitaires, une catégorie de véhicules qui ne souffrira pas trop des masses non suspendues importantes, lesquelles pénalisent irrémédiablement le comportement dynamique du véhicule. L’Israélien REE et le Japonais KYB cherchent à développer un partenariat avec le fabricant japonais d’utilitaires Hino et le constructeur automobile chinois BYD.

Dans leur philosophie, les plateformes de voitures électriques européennes sont globalement  toutes semblables, puisqu’elles combinent un gros pack de batteries placé dans un cadre rigide avec une superstructure plus ou moins conventionnelle. VW, par exemple, met sa plateforme modulaire électrique (MEB) à la disposition d’un grand nombre de modèles du groupe ainsi qu’à d’autres constructeurs. CEO de Rinspeed, le designer et carrossier suisse Frank Rinderknecht a présenté, quant à lui, diverses architectures de type skateboard à carrosseries amovibles. Le dernier système interchangeable en date, le Metro Snap, semble très peu coûteux à produire. 

Rinspeed a déjà produit différents prototypes reprenant une plateforme prête à l’usage comme le Metrosnap de 2020.

Châssis roulant
Un nouveau système ingénieux aurait dû être dévoilé à l’occasion du dernier Symposium des moteurs de Vienne, qui devait se dérouler fin avril et a finalement été annulé pour les raisons que l’on sait. Benteler et Bosch, les représentants des deux équipementiers, partenaires dans le développement de ce nouveau châssis, ont, néanmoins, accepté de fournir des informations détaillées sur cette nouvelle plateforme modulable. Ainsi apprend-on que ce «châssis roulant» prêt à l’emploi a aussi été créé pour soutenir les constructeurs automobiles dans le développement de leurs nouveaux modèles. Ses promoteurs insistent sur son haut niveau de modularité dans les domaines du soubassement, de la gestion des collisions, du pack de batteries et des modules d’essieu. Les développeurs ont parfois combiné des composants existants en un seul système, mais ils ont surtout développé des sous-systèmes et des composants entièrement nouveaux. L’accent a été mis sur la possibilité de réutilisation et l’extensibilité des composants et des systèmes, afin de s’adresser à un marché aussi large que possible.

Comme l’ont rapporté Marco Kollmeier, de Benteler Automobiles, et Ulrich Schulmeister, de Robert Bosch, dans leur exposé initialement prévu pour Vienne, différentes solutions pour le dessous de caisse sont possibles selon le segment concerné. Pour les petits véhicules peu coûteux, la meilleure solution est un soubassement autoporteur en acier. En revanche, la structure de cadre évolutive en aluminium, appelée «flexframe», est une variante qui peut être divisée en trois sections – avant, centrale et arrière – comme dans le cas des carrosseries conventionnelles. L’une des caractéristiques de cette structure est que l’évolutivité peut être répartie entre ces trois sous-sections. Ainsi, il est par exemple possible de n’adapter que la partie arrière à des exigences particulières, notamment dans le cas de breaks ou de pick-up.

Une grande variabilité
Le châssis roulant comprend des modules d’essieu avant et arrière à motorisation électrique. L’approche modulaire s’applique à pratiquement tous les segments de véhicules. Le train avant des modèles haut de gamme est basé sur une suspension à double triangulation alors qu’une construction à cinq bras a été choisie pour l’essieu arrière. Mais, ces systèmes peuvent intégrer divers types d’amortisseurs et de stabilisateurs, ainsi que des ressorts en acier ou des suspensions pneumatiques. L’essieu arrière directionnel est également envisageable. Quant aux trains avant à suspensions McPherson, ils sont destinés aux véhicules des segments inférieurs, avec un essieu arrière de type semi-rigide ou, dans le cas des concepts 4×4, un système à barre de torsion, voire une construction multibras.

Mis au point par Bosch, le VCU (pour Vehicle Control Unit) est au véhicule ce que l’ECU est au moteur, une véritable unité de gestion. Capable de contrôler l’ensemble des paramètres du véhicule, il agit sur la stratégie d’exploitation, le contrôle de la recharge, la gestion thermique, en plus de la gestion du diagnostic embarqué (prise OBD), ainsi que tout un tas d’autres fonctions. Bosch et Benteler, qui peuvent embarquer la plateforme, disposent les deux moteurs électriques sur les essieux avant et arrière. Des solutions alternatives sur mesure peuvent également, bien sûr, être mises en œuvre, expliquent les entreprises. A noter que ces essieux s’adaptent aussi bien sur des berlines que sur des SUV ou des utilitaires légers. Le système de freinage électrohydraulique intègre le freinage proprement dit et l’ESP dans un seul et même élément. Ainsi, les composants classiques, tel que le servofrein, ne sont plus nécessaires. 

La plateforme MQB est aux véhicules thermiques ce que la MEB est au voitures électriques. Celle-ci est déjà une réalité pour la compacte ID. 3.

Le studio de design Pininfarina
Pininfarina, en tant que studio de design et carrossier, est un troisième partenaire apportant un savoir-faire supplémentaire. Forte de ses 90 ans d’expérience dans l’industrie automobile, l’entreprise italienne dispose d’une compétence globale très étendue en ce qui concerne l’intégration de composants distincts dans la construction et la conception de véhicules. 

Benteler, Bosch et Pininfarina couvrent ainsi tout le processus de développement d’un véhicule électrique, jusqu’au lancement de la production. «Avec le châssis roulant et notre philosophie en matière de design et d’ingénierie, nous apportons le juste équilibre entre émotion et rationalité technique à l’ère de la mobilité électrique», déclare Silvio Pietro Angori, le PDG de Pininfarina. «Ce partenariat ouvre la voie à la création de nouveaux modèles zéro émission.» Et Marco Kollmeier d’ajouter: «Les constructeurs qui n’accèdent que maintenant au marché de l’électromobilité peuvent s’appuyer sur les interfaces standardisées que nous avons définies avec Bosch et Pininfarina.» 

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