Les solutions de roulements-capteurs SKF ont été développées pour accompagner ou améliorer le fonctionnement de divers systèmes électriques conçus pour diminuer la consommation de carburant et réduire les émissions de CO2 dans les applications automobiles.
Proposés par SKF, ces roulements-capteurs détectent différentes conditions, positions et paramètres qui contribuent à la précision du contrôle et de la performance, et améliorent la fonctionnalité de tous ces systèmes. Certaines versions peuvent être appliquées aux moteurs de traction, aux systèmes d'alterno-démarreur pour fonctions stop-start, aux moteurs électriques et aux générateurs à haute vitesse des véhicules hybrides et entièrement électriques, ainsi qu'aux systèmes de direction assistée électrique. Chaque solution a été développée en utilisant l'approche de conception Design for Six Sigma, qui fait appel à la technique de simulation et de modélisation stochastique. Ce modèle de simulation est mis à la disposition du client pour être intégré au modèle mathématique représentant le système complet.
Valeo's start-stop system
Sans apporter de modification radicale à l'architecture du moteur, le Valeo's StARS (Starter Alternator Reversible System) fournit aux constructeurs d'automobiles les moyens de réduire de manière significative la consommation de carburant et les émissions de CO2 lors de la conduite en ville. Ce système intègre un alterno-démarreur qui coupe le moteur lorsque le véhicule s'arrête à un feu rouge ou ralentit en raison d'un embouteillage, et le redémarre rapidement et en silence lorsque le conducteur relâche le frein ou embraye. Cette fonction permet de diminuer la consommation de carburant et les émissions de CO2 jusqu'à 25 % dans des trafics urbains très denses, notamment durant les heures de pointe qui obligent à de nombreux arrêts et redémarrages. Il utilise le SKF Rotor Positioning Bearing qui produit un champ magnétique puissant, précis, reproductible et durable. Le champ magnétique permet de recevoir des données sur la vitesse et le positionnement de l'arbre, rendant possible la réversibilité de la machine électrique.
SKF Commutation Sensor Bearing Unit for stop-start solutions
SKF Commutation Sensor-Bearing Unit intègre un roulement dont l'exactitude de rotation géométrique est exceptionnelle. Celui-ci contrôle l'entrefer entre l'anneau d'impulsion magnétique et les capteurs pour qu'il reste quasiment constant tout au long du fonctionnement. La maîtrise de l'entrefer améliore indéniablement la précision de mesure des signaux envoyés au boîtier de commande de l'alternodémarreur, et par conséquent la performance du système d'alterno-démarreur. Par ailleurs, le boîtier de commande de l'alterno-démarreur a besoin de connaître la position angulaire de l'arbre d'alternateur pour gérer la fonctionnalité d'arrêt et de démarrage. L'ensemble SKF détecte et transmet les informations sur la position angulaire au boîtier de commande de l'alterno-démarreur. L'ensemble complet est optimisé pour résister aux conditions de fonctionnement extrêmes et est facile à assembler avec ses composants " plug and play ". Le concept de cet ensemble permet à SKF de certifier la qualité du signal avant sa transmission car tous les composants critiques de détection sont intégrés au roulement et ne sont pas affectés par les actions de l'ensemble.
Egalement utilisable sur les véhicules hybrides et électriques
SKF a également développé une solution pour le marché des véhicules électriques. Celle-ci permet d'entraîner et de commander les moteurs de traction électrique de manière robuste et précise. SKF Rotor Positioning Sensor-Bearing Unit transmet des signaux électroniques qui permettent de détecter précisément la position pour commander le moteur, et assurent le fonctionnement haute performance du roulement. Les principaux avantages de cette solution sont la compacité, la facilité d'assemblage, ainsi que la robustesse mécanique et électronique quelles que soient les conditions de fonctionnement. La précision des signaux est excellente. Elle permet d'obtenir un courant de sortie électrique stable quelle que soit la vitesse. En conséquence, outre la commande du moteur, il est possible d'étendre la durée de vie de la batterie.
Et dans le moteur électrique EPS
En combinant la fonction de roulement et la technologie de détection absolue de position angulaire dans un seul ensemble compact, ces roulements-capteurs permettent de commander très précisément et de manière répétitive le moteur électrique EPS, ce qui constitue un progrès par rapport à la solution traditionnelle utilisant un transformateur inductif. En outre, ils sont résistants aux perturbations externes : température et champs magnétiques, vibrations mécaniques, perturbations électromagnétiques. En minimisant les pulsations du couple, les roulements-capteurs réduisent également le bruit du moteur. Leur conception axiale offre davantage de souplesse aux concepteurs de moteurs. Par ailleurs, étant " plug and play ", ils sont faciles à monter dans les ensembles moteurs électriques et ils simplifient le processus d'assemblage. On estime que les systèmes EPS permettent d'économiser 0,2 à 0,3 litres de carburant/100 km et de diminuer les émissions de CO2 jusqu'à 3 % par rapport aux systèmes de direction hydrauliques. Selon les prévisions, les systèmes EPS devraient croître jusqu'à 22 millions d'unités d'ici 2014, ce qui permettra de diminuer considérablement la consommation de carburant et les émissions de CO2.
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