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Moteurs de roue pour conduire des bus néerlandais
Une société basée aux Pays-Bas appelée e-Traction a développé un nouveau type de bus hybride qui utilise des moteurs électriques intégrés aux roues pour améliorer l'efficacité et un système GPS pour réduire la pollution dans les zones encombrées d'une ville. Le bus est un hybride série : un générateur diesel charge une batterie, qui à son tour alimente en électricité deux moteurs, un dans chaque roue arrière. Grâce en grande partie à ses moteurs intégrés, le bus peut parcourir deux fois plus de distance qu'un bus conventionnel avec un litre de diesel, explique Arend Heinen, à la fois ingénieur et porte-parole de l'entreprise. Cela se traduit par une réduction de la consommation de carburant de 50 %. La société a obtenu des contrats pour moderniser sept bus commerciaux avec sa technologie, le premier devant être achevé le mois prochain.
Navette hybride : L'un des bus qu'e-Traction a modernisés avec son prototype de système hybride est illustré ci-dessus (en haut). L'entreprise modernise actuellement les bus à des fins commerciales. Derrière l'enjoliveur (en bas) se trouve le moteur qui rend le nouvel hybride possible.
Les moteurs-roues existent depuis un certain temps : ils ont été utilisés dans plusieurs concept-cars et véhicules expérimentaux à faible production. Mais à l'exception des vélos électriques, l'idée n'a jamais trouvé sa place dans un véhicule de série, déclare John Boesel, président et chef de la direction de Calstart , une organisation à but non lucratif basée à Pasedena, en Californie. L'utilisation du système e-Traction dans les bus commerciaux serait une étape vers une utilisation plus répandue.
Comme pour les autres bus hybrides, dont des milliers sont déjà utilisés aux États-Unis, la conception de l'e-Traction permet d'économiser du carburant en capturant l'énergie du freinage, l'utilisant pour générer de l'électricité qui pourra ensuite être utilisée pour l'accélération. Les moteurs dans les roues offrent des économies supplémentaires en éliminant le besoin d'une transmission, d'un différentiel et de pièces mécaniques associées. Cela réduit à la fois le poids total du bus et les pertes d'énergie dues au frottement. Les bus hybrides enregistrent généralement des réductions de consommation de carburant d'environ 25 à 30 % par rapport aux bus conventionnels, mais la conception de l'e-Traction offre une réduction de 50 %. Dans certaines conditions, à basse vitesse dans des embouteillages fréquents, d'autres autobus hybrides ont connu des améliorations similaires en matière d'économie de carburant. Les moteurs intégrés aux roues peuvent également améliorer la traction en permettant un contrôle précis de chaque roue, et ils permettent une plus grande flexibilité dans la conception du véhicule puisqu'il n'est pas nécessaire de lier mécaniquement les roues à un moteur.
Le bus intègre également un système GPS qui modifie la façon dont le bus fonctionne dans les zones encombrées. En fonctionnement normal, le générateur s'allume et s'éteint, maintenant la batterie dans un état de charge optimal. Mais lorsque le système GPS détecte que le bus est entré dans une zone de la ville généralement très fréquentée, le générateur s'éteint pour réduire les émissions. La batterie stocke suffisamment d'énergie pour propulser le bus pendant une heure sans que le générateur ne tourne pour le recharger.
L'innovation clé d'E-Traction, selon Heinen, réside dans la conception de son moteur de roue. En règle générale, les moteurs électriques sont conçus pour tourner beaucoup plus vite que la vitesse des roues afin de générer la puissance souhaitée. Mais de tels moteurs nécessitent des engrenages pour réduire le nombre de tours par minute, ce qui ajoute de la complexité et diminue l'efficacité. La société a éliminé le besoin de ces engrenages en concevant un moteur de grand diamètre qui peut fournir le couple nécessaire à bas régime.
Les moteurs-roues ont rencontré un succès limité dans le passé. En partie, c'est parce qu'il a été difficile de coordonner les moteurs qui n'ont aucune connexion mécanique les uns aux autres, un problème que la société dit avoir résolu en développant un système de contrôle électronique propriétaire. Mais il pourrait y avoir des problèmes restants. Mettre les moteurs dans les roues impose des exigences plus importantes à la suspension (elle doit être plus solide pour s'accrocher aux roues beaucoup plus lourdes) et peut rendre le moteur et l'électronique plus vulnérables aux dommages, ce qui peut réduire la fiabilité. Il y a peu de choses entre la roue et les nids-de-poule, déclare Bill Van Amburg, vice-président senior de Calstart. Dan Pederson, chercheur au Laboratoire national des énergies renouvelables , affirme que le gros moteur intégré est probablement très coûteux, ce qui pourrait rendre le système difficile à justifier sans subventions gouvernementales.
Heinen dit que quatre années de test d'un système prototype ont convaincu l'entreprise que les problèmes de fiabilité ont été résolus et que les coûts du moteur peuvent baisser avec une production à plus grande échelle. En plus des bus hybrides, e-Traction travaille sur des camions à ordures hybrides et modernise un SUV Mercedes G dans le but de pénétrer le marché des voitures particulières.