Balayage de la pression aérodynamique dans l’automobile électrique.
APPLICATION : OPTIMISATION DE L’AÉRODYNAMIQUE AUTOMOBILE
La compréhension des performances aérodynamiques d’une nouvelle voiture électrique est un facteur clé pour déterminer ses performances et sa capacité à parcourir de longues distances. Cela a un effet considérable sur la dynamique du véhicule et, en fin de compte, sur l’autonomie « tout électrique » qu’il est possible d’atteindre avec une seule charge.
Les principales applications peuvent être réparties entre l’aérodynamique du véhicule, où l’on évalue la traînée ou la résistance au vent de la voiture, et l’aérothermique du véhicule, où l’on veille à ce que les batteries et les moteurs soient toujours dans leur fenêtre de fonctionnement optimale.
La traînée du véhicule est un facteur important dans la détermination des performances et de la distance qu’une voiture peut parcourir. Toute résistance qui empêche la voiture de se déplacer dans l’air de la manière la plus efficace possible a un impact direct sur le kilométrage qu’elle peut atteindre, en plus de créer des turbulences, des tremblements, du bruit et de la rudesse dans l’expérience de conduite.
Contrainte par les règles de plus en plus restrictives des homologations nationales, la compétence de l’aérodynamicien dans la recherche de l’avantage en termes de performances conduit à la nécessité d’effectuer des mesures et des analyses plus précises – et de le faire mieux que l’entreprise voisine. L’innovation et l’expérimentation sont à leur apogée dans un marché en mutation rapide et hautement compétitif, où le consommateur s’attend à un développement et à une évolution rapides des produits. Les meilleurs aérodynamiciens sont très appréciés et respectés.
La conception extérieure a pour but d’embellir la voiture et de représenter la marque de l’entreprise, mais l’importance des surfaces incite de plus en plus l’aérodynamicien à prendre en compte chaque petite partie afin de réduire la traînée et d’augmenter l’autonomie de la batterie. Le rôle de l’aérodynamicien dans l’industrie des véhicules électriques devient de plus en plus important avec l’avènement de changements majeurs dans le groupe motopropulseur des voitures.
L’aérodynamicien dispose généralement de trois outils dans sa « boîte à outils » pour traduire ses idées en réalité et mesurer les performances : la CFD, la soufflerie et les mesures en conditions réelles sur les voitures.
La CFD (Computational Fluid Dynamics) est souvent la première étape pour réduire les options à prendre en considération au moindre coût, mais elle ne donne pas toute l’information ! À partir de la CFD, l’ingénieur déterminera les « meilleurs » concepts et des modèles réduits seront construits pour tester ces concepts en soufflerie. Dans un environnement hautement contrôlé et connu, l’ingénieur travaille méthodiquement à l’élaboration de solutions qui seront finalement utilisées sur le véhicule de production. Les produits Scanivalve, tels que le scanner de pression MPS, excellent dans ces mesures en soufflerie, fournissant des données synchrones sensibles, précises et rapides pour une analyse plus approfondie.
Lorsque le CFD et la soufflerie ont apporté la confiance et la preuve du concept, la nouvelle pièce est fabriquée en grandeur réelle et montée sur la voiture où les essais finaux sur route ou sur piste sont effectués pour s’assurer qu’elle offre effectivement des performances avantageuses lorsqu’elle est analysée dans le contexte de l’ensemble du véhicule dans des conditions réelles.
Le défi de la mesure :
Dans la soufflerie, l’instrumentation est très sensible, précise et réactive, mais dans des conditions relativement simples et bénignes. Cependant, les instruments de mesure de type soufflerie sont généralement trop coûteux, trop grands, trop lourds et pas assez robustes pour être utilisés dans les véhicules où l’on observe des vibrations, du bruit et des variations de température et de pression ambiante. Une mesure miniaturisée et robuste est nécessaire. La solution idéale est également un système de mesure distribué, qui apporte les mesures dans les zones où elles sont directement nécessaires et améliore la capacité à obtenir des données locales autour du véhicule, souvent dans des espaces restreints où aucune autre solution ne peut être utilisée.
Traditionnellement, les mesures effectuées sur les surfaces aérodynamiques de la voiture nécessitaient de longues longueurs de tubes à pression reliés à des scanners montés au centre. Ces longs tubes sont susceptibles de se coincer, de s’entortiller, de présenter des imprécisions au niveau de la réponse en fréquence et de devenir un espace et une perturbation aérodynamique en soi. En réduisant autant que possible la longueur des tubes, on obtiendrait un avantage significatif en termes de réponse en fréquence et de performance et de précision globales des mesures, en particulier lorsqu’elles sont associées à une correction en temps réel des changements atmosphériques. Un nouveau concept était nécessaire pour amener le scanner jusqu’au point de mesure, en minimisant le poids et la distance de manière optimale.
Contrairement à ce qui se passe dans une voiture de course, les niveaux de pression observés dans le secteur des véhicules électriques peuvent être très faibles et peuvent facilement être dépassés par les changements de pression atmosphérique, ce qui donne de fausses informations sur l’amélioration des performances en temps réel. Il fallait donc trouver une solution qui permette non seulement de mesurer les variations de pression barométrique en temps réel, mais aussi d’avoir la sensibilité nécessaire pour détecter les très faibles variations de pression causées par un véhicule se déplaçant relativement lentement.
LA SOLUTION
Scanner de pression différentielle réelle compact et performant
- Le plus petit et le plus léger des scanners de pression disponibles
- Mesure différentielle réelle
- Construction extérieure légère en fibre de carbone
- Microprocesseur intégré
- Sortie de haute précision directement en unités d’ingénierie
- Sortie CANbus
- Gamme complète d’accessoires d’installation conformes aux normes industrielles
- Large gamme d’applications aérodynamiques
- Mesure de pression multicanal de haute précision
L’EvoScann® P8D a été développé pour permettre la mesure directe des pressions dynamiques, tout en éliminant simultanément, en temps réel, les décalages causés par les changements de pression barométrique ; un dispositif de mesure de pression différentielle réelle.
Grâce à sa taille et à son poids réduits, il peut être monté dans un grand nombre de positions sur la voiture pour fournir des données numériques de haute précision au nœud CANbus le plus proche. Chaque canal de pression est corrigé en fonction de la température pour une précision optimale dans des conditions changeantes.
Plusieurs EvoScanns peuvent être montés sur, ou même à l’intérieur, des principales surfaces aérodynamiques d’intérêt pour recueillir des données essentielles du monde réel qui sont directement collectées par la voiture ou par un système d’enregistrement CANbus externe. L’EvoScann® devient effectivement un élément de l’infrastructure de la voiture.
En se basant sur les pressions aérodynamiques plus faibles rencontrées dans les v
éhicules routiers, par opposition aux voitures de course, EvoMesure propose le produit avec des gammes plus basses et une sensibilité plus élevée, de sorte qu’une mesure en vrai différentiel de 20 mbar ou de 100 mbar est devenue possible, avec une précision de 0,1 % sur toute l’échelle, le seul scanner de cette taille à pouvoir le faire.
En plus d’une gamme polyvalente de scanners de pression haute performance, EvoMesure propose la plus large gamme d’accessoires, notamment des tubulures de pression, des tuyaux et des connecteurs qui permettent de mettre en service le modèle d’essai très rapidement et efficacement. Parmi les autres produits proposés pour ce secteur, citons les sondes multi trous personnalisées, et les patchs de pression utilisés pour déterminer les pressions aérodynamiques à de nombreux endroits du véhicule.
