Volkswagen e-up! - D`Ieteren Autos

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Décembre 2013
Électromobilité
La Volkswagen e-up!

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2013 : l’heure de l’électromobilité
a sonné pour Volkswagen !
2013 est pour Volkswagen une date charnière en matière d’électromobilité. Cette année
a en effet commencé, pour la marque, par la présentation de la XL1, la technologie phare
de Volkswagen. Avec une consommation moyenne de 0,9 l/100 km et des émissions
de CO2 moyennes d’à peine 21 g/km, la XL1 est la voiture de série la plus économique
au monde. Elle est animée par un système hybride « plug-in » composé d’un bicylindre
TDI (35 kW/48 ch), d’un moteur électrique (20 kW/27 ch), d’une boîte DSG à double
embrayage et 7 rapports et d’une batterie lithium-ion. Le deuxième événement-clé
de cette année a été la présentation au dernier Salon international de l’Automobile de
Francfort (IAA) de la nouvelle e-up!, le premier véhicule 100% électrique de la marque
produit en grande série, qui sera commercialisée au début de l’an prochain. Peu de
temps après, ce sera au tour de la e-Golf, qui sera elle-même suivie par la Golf à
entraînement hybride « plug-in ». Avec ces deux technologies de propulsion, le processus
d’électrification des véhicules à moteur transversal dotés de la plateforme modulaire MQB
aura définitivement été lancé et pourra au besoin être étendu aux séries de modèles les
plus variées.
Dans un premier temps, les véhicules
100% électriques feront leur apparition
dans les villes et les grandes
agglomérations, où une up! à moteur
électrique aura les meilleures chances
de s’imposer. Avec la e-up!, Volkswagen
introduit sur le marché la citadine idéale.
En raison de son statut de voiture à
quatre places parfaitement utilisable au
quotidien, elle s’avère intéressante pour
les déplacements de tous les jours non
seulement des particuliers, mais aussi des
entreprises. Un véhicule électrique devant
stocker dans une batterie à haute tension
l’énergie motrice dont il a besoin pour
avancer et chaque poids supplémentaire
grevant son autonomie, Volkswagen a
minimisé le poids de la e-up!, qui pèse
un peu moins de 1.139 kg, batterie
comprise. La e-up! a également été
optimisée en termes d’aérodynamisme et
de manœuvrabilité et se distingue par son
efficacité énergétique : elle ne consomme
en moyenne que 11,7 kWh d’électricité
aux 100 km. C’est la raison pour laquelle
la e-up!, la nouvelle citadine « branchée »
et « speedée » issue de la « New Small
Family » de Volkswagen, est la voiture
100% électrique idéale.
Volkswagen est très bien armé pour
relever le défi de l’électromobilité. Ces
Les organes de propulsion de la e-up! sont
produits dans l’usine Volkswagen de Baunatal,
dans l’arrondissement de Cassel. Une nouvelle
chaîne de montage de moteurs électriques et de
transmissions a été spécialement créée dans
cette usine de boîtes de vitesses.

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dernières années, la conception et la
construction « maison » de chaînes
cinématiques efficaces sur le plan
énergétique ont permis à la marque
d’acquérir de nombreuses compétences-
clés non seulement au sein de ses
départements de développement,
mais aussi dans ses usines de pièces
détachées de Cassel et de Brunswick.
Les membres du personnel ont également
acquis une compréhension profonde des
liens complexes qui existent entre ces
technologies innovantes. Volkswagen est
donc préparé à affronter la concurrence
à moyen et à long terme.
Pour Volkswagen, la conception et la
construction autonomes d’un moteur
électrique prennent tout leur sens, car,
outre le design, le moteur intervient
comme aucun autre élément dans le
rapport qu’entretient l’automobiliste avec
sa voiture. De nombreux clients achètent
une Volkswagen entre autres parce que la
marque a montré, des décennies durant,
son savoir-faire dans la fabrication de
moteurs. Pour que les Volkswagen du
futur dotées d’un mode de propulsion
alternatif aussi convainquent à tous points
de vue, il importait depuis le début à la
marque d’assurer elle-même la conception
et la fabrication de ces moteurs dits
« alternatifs ». Le constructeur s’est dès lors intéressé de très près au développement de
moteurs électriques et de systèmes de batteries et a acquis les compétences nécessaires
dans ses usines de Cassel et de Brunswick.
Les systèmes de batteries destinés à la e-up!
sont fabriqués en série par Volkswagen dans
son usine de Brunswick. Quarante personnes
en produisent 11.000 exemplaires par an.

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La propulsion électrique
Quatre composants interagissent dans le cadre de la propulsion d’un véhicule électrique, à savoir
le moteur électrique, la transmission, la gestion de moteur et l’électronique de puissance.
Le moteur électrique
La Volkswagen e-up! est mue par un moteur synchrone triphasé à excitation permanente
qui tourne à maximum 12.000 tr/min.
- « Synchrone » parce que son rotor
tourne à une vitesse synchronisée
au champ magnétique tournant du
stator. Grâce à cela, il présente un
fonctionnement harmonieux même
à bas régime,
- « Triphasé » parce qu’il utilise du
courant alternatif triphasé, et
- « À excitation permanente » parce qu’il
fonctionne avec des aimants permanents.
Le principe de fonctionnement de ce moteur repose sur trois bobines disposées en cercle
autour du rotor pour former le stator et branchées chacune à l’une des trois phases.
Plusieurs paires d’aimants permanents sont placées sur le rotor de ce moteur synchrone.
Alimentées successivement de manière cyclique en courant, les trois bobines produisent
chacune un flux magnétique dont la résultante est un champ électrique tournant qui
entraîne la rotation du rotor. Le moteur synchrone, qui sert à transformer de l’énergie
électrique en énergie mécanique, fait alors office de moteur électrique.
Dans un moteur électrique, le mouvement naît de l’attraction d’aimants de polarité
opposée et de la répulsion d’aimants de même polarité. Si les aimants du rotor présentent
une polarité permanente « nord » ou « sud », les électro-aimants du stator sont
alternativement activés puis désactivés.
Le stator est formé
de différentes zones,
reliées entre elles,
équipées de bobines.
Ces bobines deviennent
magnétiques quand une
tension électrique leur
est appliquée. Lorsque
les zones du stator
sont soumises les unes
après les autres à un
courant électrique, les
aimants maintiennent
constamment le rotor
en mouvement. Ce
dernier fonctionne alors
comme le vilebrequin
d’un moteur thermique,
ses mouvements rotatifs
entraînant les roues
motrices du véhicule.
Le rotor est une pièce
mobile dotée sur
son pourtour d’une
alternance d’aimants
permanents à polarité
différente.
Stator
Rotor, polarité nord
Rotor, polarité sud
Carter moteur
Stator
Rotor

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Le moteur entraîne les roues avant par l’intermédiaire de la transmission et des demi-arbres
de transmission. La e-up! dispose d’une transmission mécanique à 1 rapport (la vitesse de
la voiture est donc directement liée au régime moteur) optimisée en termes de friction.
La gestion de moteur gère la propulsion de façon centralisée. Elle est dotée de nouvelles
fonctionnalités telles que l’optimisation de la réponse du moteur afin de garantir des
réactions plus confortables et harmonieuses aux alternances d’efforts et, partant,
d’influencer positivement l’agrément de conduite. L’unité contrôle également la gestion
thermique et la gestion de l’énergie du moteur et des organes ancillaires pour garantir
simultanément une autonomie électrique maximale, une climatisation confortable et
la protection des composants du système. Finalement, elle coordonne les « requêtes »
des systèmes d’assistance tels que le régulateur de vitesse et la régulation automatique
de la distance inter-véhicules.
En tant qu’« agent de liaison » entre la batterie et le moteur électrique, l’électronique
de puissance de la e-up! fait en sorte que le courant approprié soit toujours à disposition.
Elle est reliée au moteur et à la batterie. En mode « moteur », l’électronique de
puissance transforme le
courant continu de la batterie
en courant alternatif triphasé.
En mode « récupération »,
lorsque le moteur fait office
de génératrice, le courant
alternatif produit est transformé
en courant continu afin de
charger la batterie. Par ailleurs,
un convertisseur de courant
continu intégré à l’électronique
de puissance alimente le réseau
de bord de 12 V.
Connecteurs
de courant
triphasé
Connecteur
pour la batterie
à haute
tension
Prises du convertisseur
de courant continu
Arrivées du liquide de refroidissement
Connecteur pour
compresseur à haute
tension de la climatisation
La transmission
La gestion de moteur
L’électronique de puissance
Carter moteur
Prise haute tension Moteur électrique Boîte à 1 vitesse
Stator Rotor Carter de boîteRaccord de liquide
de refroidissement
Couvercle du flasque