3 facteurs déterminant le groupe motopropulseur du futur

Les systèmes de propulsion du XNUMXe siècle intègrent des moteurs à combustion interne, des batteries, des transmissions, des moteurs et des systèmes de contrôle complexes. La technologie n'a cessé d'évoluer depuis l'apparition des premiers systèmes de propulsion à la fin du XIXe siècle, mais d'énormes changements se sont produits avec une grande rapidité ces dernières années. Celles-ci résultent de trois grandes tendances : la pression pour réduire la consommation de carburant, le renforcement de la réglementation des émissions toxiques et l'électrification des véhicules.

1. Pression pour réduire la consommation de carburant

Il existe actuellement un large soutien à la réduction de la consommation de carburant, c'est pourquoi de gros efforts sont consacrés à la réduction des émissions de CO2 (une consommation de 1 litre aux 100 kilomètres correspond à 23 grammes de CO2 par kilomètre pour une essence et 27 grammes de CO2 pour un moteur diesel ). C'est un facteur très important pour optimiser le système de propulsion lui-même (moteur et transmission) en plus d'autres facteurs tels que le transfert de fonctions traditionnellement associées au moteur à combustion, vers des moteurs électriques à haut rendement et une moindre dépendance aux combustibles fossiles. .
Si nous regardons les deux dernières décennies, la première décennie a vu une baisse faible mais continue du nombre de grammes de CO2 par kilomètre (réduction moyenne de 1 % par an). Le tournant s'est produit en 2007 lorsque le secteur automobile a reçu un signal d'alarme lorsque des directives ont été approuvées fixant un objectif de 95 grammes de CO2 par kilomètre en Europe (équivalent à une consommation moyenne de carburant de 3,8 litres d'essence). pour l'ensemble du parc automobile) en 100. A partir de ce moment, le chiffre a fait un grand bond pour passer à une réduction annuelle moyenne de 2020 %. La pression pour réduire les émissions de CO4 des véhicules ne se limite pas à l'Europe ; cette réduction plus rapide du CO2 dans les véhicules est un objectif mondial. Aux États-Unis.
l'objectif de 97 grammes par kilomètre en 2025 a été fixé (même s'il est vrai que la nouvelle administration tente d'abroger cette législation), la Chine souhaite réduire les émissions de CO2 à 117 grammes par kilomètre en 2020 et la Corée du Sud tente d'atteindre 97 grammes de CO2 par kilomètre en 2020. À mesure que les dates cibles approchent et que les objectifs de réduction des émissions resteront probablement les mêmes, les constructeurs automobiles subiront une pression accrue pour atteindre les objectifs des tests de conduite dans lesquels la consommation et les émissions sont mesurées.

2. Une réglementation plus exigeante pour les émissions toxiques

En Europe, les voitures diesel représentent actuellement environ la moitié des véhicules légers et leur évolution est marquée par l'exigence de 95 grammes de CO2 par kilomètre. Un véhicule diesel obtient de meilleurs résultats en matière d'émissions de CO2 qu'un moteur à essence comparable. Cependant, en ce qui concerne l'émission de gaz toxiques tels que NOx, CO, HC et particules, un moteur à essence est plus performant qu'un diesel. La réglementation de ces émissions est de plus en plus exigeante. En Europe, par exemple, depuis la première norme Euro de 1992 et la plus récente (Euro 6), les limites d'émissions de NOx ont été réduites de 0,97 gramme par kilomètre à 0,06 gramme par kilomètre pour les moteurs à essence et 0,08 g/km pour les moteurs diesel.
La même tendance est valable pour les particules : de 0,14 gramme par kilomètre pour l'Euro 1 à 0,0045 gramme par kilomètre pour l'Euro 6 et n'est plus applicable uniquement aux moteurs diesel grâce à la technologie moderne d'injection directe d'essence. L'Euro 6C a également été introduit plus tôt cette année, le dernier dérivé de la législation Euro 6, qui comprend une suite harmonisée à l'échelle mondiale de tests de véhicules légers et de tests d'émissions en conduite réelle avec un facteur de conformité allant jusqu'à 2.1. A partir de 2020, la même législation (Euro 6D) exigera un facteur de conformité jusqu'à 1,5. Par conséquent, les réglementations les plus exigeantes conduisent sans aucun doute à la mise en œuvre de technologies plus propres et plus efficaces dans le système de propulsion.

3. montée de l'électrification

Alors que les constructeurs automobiles sont confrontés à des restrictions beaucoup plus importantes sur les émissions, ils sont contraints de développer différents groupes motopropulseurs afin d'atteindre les objectifs réglementaires qui ont été fixés pour les nouveaux véhicules et l'ensemble de la flotte. De nombreux moteurs à carburant traditionnels sont encore utilisés dans le monde, mais il existe une nette tendance en faveur des véhicules hybrides et électriques. Par exemple, les prévisions à court terme indiquent que les voitures hybrides seront aujourd'hui équivalentes aux voitures diesel, avec une part de marché attendue de 20 % d'ici 2024.
De plus, selon l'enquête Global Automotive Executive Survey 2017 de KPMG, un consommateur sur trois s'attend à ce que sa prochaine voiture soit entièrement hybride. La vérité est que, à l'exception des marchés japonais et californien, très peu de véhicules hybrides ont été vendus jusqu'à présent, mais cela va changer radicalement dans les années à venir. En ce sens, l'hybridation, et finalement l'électrification, évoluent d'un marché émergent à un marché consolidé. En plus de générer moins d'émissions, le moteur électrique offre également des avantages significatifs du point de vue de l'efficacité. Le moteur à combustion interne est assez volumineux ; Par exemple, un moteur conventionnel est composé de plus de 200 pièces mobiles. Comparez au moteur à induction AC de Tesla, qui n'a qu'une seule pièce mobile et a la taille d'une pastèque. L'avantage de l'efficacité est immédiatement apparent car le poids et la consommation d'énergie vont de pair. En ce qui concerne la dissipation thermique, l'efficacité énergétique d'un moteur à combustion interne à essence est d'environ 30 % (dans les véhicules diesel, c'est un peu mieux, 40 %), l'efficacité énergétique des véhicules électriques est supérieure à 90 % dans le véhicule et 60 % entre les réseau électrique et les roues. En ce sens, l'hybridation et l'électrification sont la réponse pour atteindre ces objectifs difficiles. Il stimulera également les investissements dans les technologies évolutives et révolutionnaires pour les systèmes de propulsion.
Besoin accru de capteurs et de circuits intégrés
La recherche d'un niveau de consommation et d'émissions plus faible, stimulée par l'exigence accrue des directives et de la législation, crée un besoin accru de capteurs de nouvelle génération et l'industrie de l'électronique automobile doit réagir en conséquence. Pour réduire les niveaux d'émissions, les fabricants de moteurs à combustion interne conventionnels essaient constamment d'améliorer la gestion de l'admission d'air, de l'échappement, du carburant, de l'allumage, thermique et de la cylindrée. Des capteurs robustes et de haute précision pour la position, la vitesse, la pression et le courant, ainsi que des circuits intégrés d'interface de capteur avancés, peuvent générer les données nécessaires pour aider les constructeurs automobiles à se conformer à ces réglementations. Il en va de même pour la tendance à l'électrification, qui augmente le besoin de capteurs de courant, de position et de vitesse, ainsi que de circuits intégrés de contrôleur tels que les pilotes de grille, les pré-pilotes et les pilotes de moteur.