Mesure de couple sur des véhicules électriques

La transition progressive du moteur thermique au moteur électrique dans les concepts de mobilité a déjà eu un impact sur la technologie de mesure sur bancs d’essai et il va encore s’accentuer dans un futur proche. Comparés aux moteurs thermiques classiques, les systèmes à propulsion électrique présentent une densité de puissance beaucoup plus élevée du fait de leurs dimensions et de leur poids réduits. La déperdition thermique des moteurs électriques a été réduite à seulement quelque 10 % , tandis que plus de 90% de l’énergie électrique est convertie en énergie mécanique. De plus, les moteurs électriques équipant les véhicules tournent à des vitesses de rotation bien plus élevées, ce qui représente un défi pour les bancs d’essai en termes de techniques de mesure de couple.

Vitesses de rotation plus élevées et interfaces multiples

Le capteur de couple T11 de HBM a établi de nouvelles normes en termes de vitesse de rotation nominale (estimée) en 2004. Le T11 a longtemps été considéré comme la référence en sport mécanique, et il pouvait atteindre une vitesse de rotation de 30 000 tr/min grâce à la masse du rotor et au moment d’inertie réduits. Le capteur a continué à être perfectionné pour être remplacé par la série T40 en 2016.

Outre une vitesse de rotation nominale (estimée) portée à 45 000 tr/min, la dernière génération de capteurs bénéficie des interfaces EtherCAT et PROFINET ; ils conviennent donc parfaitement à des applications dynamiques et facilitent considérablement l’intégration des mesures de couple et de vitesse de rotation dans les systèmes d’automatisation et de contrôle de niveau supérieur. 

En plus de leur vitesse de rotation accrue, le comportement dynamique des moteurs électriques augmente les critères d’exigence des futurs concepts de bancs d’essai de mobilité électrique. En conséquence, une nouvelle réduction des moments d’inertie et du poids arrivait en tête de liste dans les objectifs de développement. Cependant, l’optimisation des groupes motopropulseurs électrique augmente le niveau d’exigence des méthodes de mesure. Si l'on veut atteindre une efficacité de la conversion énergétique de plus de 90 % et se démarquer des moteurs thermiques, il faut que la précision des équipements de mesure réponde à des critères très élevés, afin de permettre des différences entre les variantes à mettre en oeuvre.

La précision, un facteur clé de succès

Le capteur de couple de haute précisionT12HP est conçu pour accomplir de telles opérations d’optimisation. Avec une vitesse admissible maximum spécifiée pouvant atteindre 22 000 tr/min, cette série offre une classe de précision de 0,02. La précision de base élevée de ce capteur permet d’utiliser la technologie FlexRange™ sur l’entièreté de la plage de mesure, jusqu’à 10 kNm. Par conséquent, les utilisateurs ne sont pas obligés de basculer d’une plage de mesure définie à une autre, mais peuvent analyser des plages de mesure qu’ils auront librement sélectionnées. 

La plus grande sensibilité générale aux questions environnementales et la tendance à la durabilité auront un impact sur l’évolution de la mobilité électrique. Les capteurs de couple à jauges de contrainte continueront à jouer un rôle important dans le futur et seront partie intégrante du processus d’optimisation des composants pour machines et véhicules.