A l’exception de la boîte de vitesses qui est remplacée par un réducteur, une voiture électrique reprend aujourd’hui les systèmes hérités des motorisations essence ou diesel pour transmettre le mouvement aux roues. Hyundai et Kia viennent de révéler une architecture qui les réinvente et les déplace au niveau du moyeu. Les gains sont considérables à différents niveaux.
Une révision complète de l’image des voitures
Quoi de révolutionnaire dans le fait de déplacer au niveau de l’espace perdu de la jante le réducteur ? Comment pourrait-on gagner beaucoup d’espace au final avec cette simple petite idée ? Tout simplement parce que les gains au niveau de la transmission seraient tels qu’il sera possible d’utiliser des moteurs électriques de taille réduite sur chacune des quatre roues, libérant considérablement les zones sous le capot avant, mais aussi à l’arrière dans le cas d’un véhicule à motricité intégral.
Sans trop d’imagination, cette architecture permettrait d’agrandir éventuellement le coffre à l’arrière, mais aussi et surtout de disposer d’un frunk beaucoup plus volumineux. Et ce, en ayant encore de la place disponible pour caser des modules supplémentaires de batterie, avec une meilleure autonomie pour bénéfice.
Hyundai et Kia ont poussé la réflexion beaucoup plus loin. Avec l’Uni Wheel, le plancher d’une voiture ou d’un utilitaire léger pourrait être parfaitement plat de bout en bout. Outre le fait de se traduire par une bien plus grande liberté pour créer de nouvelles formes de carrosserie, l’intérieur des véhicules gagnerait en modularité. Imaginez par exemple que dans une voiture individuelle il soit possible d’embarquer des pièces aussi longues que dans un fourgon ou d’entasser une quantité impressionnante de bagages.
Suppression des joints homocinétiques
Avec l’Uni Wheel, on n’est pas loin du moteur-roue, sauf que le bloc individuel ne fait que de se rapprocher de la jante. Son mouvement est transmis par l’arbre solaire à un système d’engrenages planétaires innovant. A l’intérieur du disque en moyeu, quatre pignons installés sur un mécanisme multibras sont ainsi entraînés, diffusant par deux liaisons le couple à une couronne crantée qui actionne la roue.
Cette architecture supprime le joint homocinétique dont l’efficacité varie en fonction de l’angle de déflexion au niveau de l’arbre d’entraînement. Par exemple en roulant sur une route dégradée. A l’inverse de l’Uni Wheel qui va communiquer de façon constante la force à la roue, quel que soit son mouvement. Ce qui est de nature à procurer un meilleur confort de conduite.
À lire aussi Ce modèle électrique chinois bat tous les records de vitesse de rechargeCe système bénéficie d’un rapport de réduction élevé fournissant un couple de sortie particulièrement important. Les quatre moteurs individuels peuvent ainsi être plus compacts. L’Uni Wheel offrirait, selon Hyundai et Kia, « des niveaux sans précédent de vecteur de couple pour améliorer la capacité dynamique et offrir des niveaux élevés de direction et de stabilité de conduite ».
Un grand nombre d’applications possibles
La vidéo réalisée par Hyundai et Kia montre bien toute l’ingéniosité du système : ne la zappez pas, ce serait vraiment dommage ! L’Uni Wheel sera encore plus intéressant s’il est associé à une suspension pneumatique électronique qui permettra de faire varier la hauteur de caisse dans diverses situations. Par exemple en l’élevant sur route accidentée ou en l’abaissant lorsque lé véhicule évolue à grande vitesse. Le tout afin de gagner en stabilité, efficacité et en confort.
Le premier prototype accepte aujourd’hui d’encaisser un couple par roue jusqu’à 1 200 Nm et une vitesse de pointe à 120 km/h. Et ce n’est que le début de l’histoire puisque le groupe coréen assure que l’Uni Wheel pourra participer à la motricité des voitures à hautes performances. Kia et Hyundai indique d’ailleurs travailler encore sur l’efficacité, la lubrification et le refroidissement du système.
La taille du dispositif peut évoluer selon les besoins et surtout la hauteur disponible au creux de la roue. Un diamètre de 10 cm a été avancé pour la plus petite configuration, et plus de 60 cm pour les engins les plus imposants. « Engin » est bien le mot approprié puisque les deux constructeurs envisagent une application depuis les fauteuils roulants pour personne à mobilité réduite jusqu’aux utilitaires.
Les robots de livraison et les vélos pourraient même faire partie de la longue liste des véhicules compatibles. Il est également question d’en trouver une déclinaison pour avaler facilement les escaliers grâce au déplacement de l’axe de rotation des roues.
au delà des commentaires déjà écrits, je me pose une question:
comment lubrifier un machin pareil?
cette mécanique est dans un carter semblable à celui d’un frein à tambour.
l’huile qui lubrifie les pignons et leur axe finira par tomber au fond du carter, tout comme dans un moteur à pistons, et sa boite de vitesses, il faut donc un mécanisme qui prend l’huile au fond et arrose les pignons et axes.
Le carter est, comme pour les freins à tambour, constitué d’une partie qui tourne avec la roue, ici la grande couronne externe, et une face fixe qui tiens les éléments internes, comme dans un frein à tambour, ici la plaque qui porte les axes des pignons en contact avec la grande couronne externe. Il faut que la jointure entre les deux soit parfaite (donc impossible!) pour que l’huile au fond du carter ne finisse pas sur la route! (et que des éléments externes, pluie et poussières, n’y rentrent pas non plus)
de plus, quelle huile pour lubrifier cela? une huile qui fait son office sur une très grande plage de température, assurément.
quand on démarre une voiture thermique un matin froid d’hiver, avec une boite manuelle, les premiers passage de vitesses sont âpres, la boite est rétive, on le sent dans le levier de vitesse, puis le moteur chauffe l’huile, et tout rentre dans l’ordre.
Dans le cas de cette transmission; l’huile restera à la température extérieure, c’est à dire de -20°C à +40°C sous nos latitudes européennes, plus encore d’amplitude thermique ailleurs.
il faut donc une huile qui garde sa viscosité et son pouvoir lubrifiant sur cette amplitude thermique, et qu’elle ne soit jamais trop fluide sinon elle finira sur la route
Un moteur électrique dans chaque roue, ce n’est pas ce qu’avait fait Peugeot il y a quelques années sur ses premières 508 hybrides ce qui permettait de conduire à faible vitesse, en particulier sur la neige, en quatre roues motrices ?
Joli système qui fait un bon compromis entre le système actuel et le moteur-roue (posant le problème de la masse non suspendu)
Je reste toutefois septique sur le gain de place de ce système car cela veut dire passer d’un système 1 moteur + 1 réducteur à 2 moteurs + 2 réducteurs.
Le moteur tout comme le réducteur actuel ne prennent pas tant de place que cela alors est-on vraiment gagnant a remplacer ce couple unique par un doublement du système 1 moteur (certes plus petit) et 1 réducteur (certes positionner dans l’espace perdue de la jante) pour chaque roue ?!? d’autant que ces moteurs devront fatalement être placés sur des berceaux “mobile” prenant donc une certaine place car ils devront accompagner la rotation de la directivité du train (comme on peut voir a 5mn10 sur la vidéo)
Amusant mais pas de réponses aux questions suivantes:
-comment braquer les roues avant?
-comment faire l’étanchéité parfaite de cette grande boite ouverte?
-robustesse et rendement mécanique de ce complexe train d’engrenages?
-durée de vie, maintenance, réparation (après la garantie)?
Concernant l’argument de gain de place, euh, un joint homocinétique n’encombre pas du tout. S’ils arrêtaient de mettre des roues de camion sur les voitures ils retrouveraient énormément de place!
Cela ressemble un peu à du vaporware. Pourtant on n’a pas affaire ici à une start-up qui fait une levée de fonds pour
partir en vacancesune énième batterie révolutionnaire!Vidéo très bien réalisée.
Mais je vais poser une question simple : le système peut il rouler en marche arrière ?
Parce que les 2 bras articulés sont normalement plaqués contre la roue dentée en marche avant, par le couple transmis. En tournant dans l’autre sens, j’ai comme un doute.
En tt cas le principe est cool, mais ça ne sert à rien dans les faits. La miniaturisation du principe actuel coûtera 1000 fois moins et sera tout aussi efficace… On arrive déjà à avoir des frunck avec la techno actuelle, si on imagine une réduction de 30 à 50% du volume de l’électronique de puissance (c’est ce qui prend le plus de place dans une électrique), alors les frunck seront généralisés.
Très astucieux, mais ils ont oublié de dire comment on tourne les roues directrices. Sans joint homocinétique cela ne va pas être facile!
Très intéressant comme technologie. Vraiment novateur et différent des autres. A voir ce que ça donne en vrai et dans la durée.
Les innovations sont toujours les bienvenues.
Oui, le système est ingénieux, mais …
Fragile par nature, car les engrenages « flottants », au bout de leur bras articulé sur ce moyeu, seront soumis à des contraintes vibratoires énormes. Puis se pose le gros problème d’étanchéité au lubrifiant nécessaire sur ces engrenages à petites dentures. Il faut comprendre que l’arbre du moteur reste à hauteur constante / châssis et c’est la position des bras articulés qui compense les mouvements verticaux de la roue. Le joint devra avoir de très bonne souplesse à long-terme, sous peine de perte de fuite d’huile, suivie de la destruction des engrenages. Le gain en rendement de réduction n’est pas si terrible que ça, par rapport au système actuel, réducteur différentiel et cardans. Le seul avantage pourrait être dans le principe multimoteur pour une transmission dite vectorielle. Enfin, en ce qui concerne l’argument de la place prise par le réducteur traditionnel et ses cardans, ce n’est pas si évident, car généralement situé assez bas dans le compartiment moteur. C’est plutôt ce qui a au-dessus du moteur (onduleur, chargeur et convertisseur DC-DC) qui prennent de la place. Donc, intéressant mécaniquement mais probablement fragile.
Une système nouveau qui semble prometteur; le groupe Hyundai/Kia est plutôt novateur et inventif dans les solutions nouvelles dans le cadre de la voiture électrique .
Hyundai est également sur le point de révolutionner le marché avec sa prochaine plate-forme « eM » qui devrait faire ses début en 2025.
c’est actuellement la marque qui s’implique entièrement aussi bien au niveau design, que technique dans le « nouveau Monde de l’electromobilité »
La vidéo, même en anglais, est beaucoup plus parlante que les longues explications. A voir si ce système ingénieux tient ses promesses dans la réalité.