Conception d’un embrayage de dérivation du couple à courants de Foucault pour les transmissions manuelles automatisées sans interruption de couple dans les véhicules à motorisation électrique ou hybride

Abstract

Les voitures électriques ont peu d’énergie embarquée pour se mouvoir comparativement aux véhicules thermiques. Il est donc important d’optimiser l’efficacité de la chaîne de traction pour maximiser la distance parcourue entre les recharges. Ces voitures utilisent un ratio simple pour coupler le moteur aux roues de la voiture. Le remplacement du ratio simple par une transmission à plusieurs vitesses dans une voiture électrique améliore l’efficacité du système de propulsion. Cependant, l’introduction d’une transmission à plusieurs ratios ne doit pas seulement améliorer l’efficacité énergétique pour recevoir l’acceptabilité du marché. Elle doit aussi offrir un confort de conduite similaire au ratio simple. L’ajout d’un embrayage de déviation du couple à la transmission manuelle permet de réduire ou d’éliminer les interruptions de celui-ci lors du passage des ratios. Cependant, les technologies d’embrayages à friction secs et humides ne sont pas bien adaptées à cette tâche de déviation du couple cependant. D’abord, l’embrayage est ouvert la majeure partie du temps ce qui fait en sorte qu’un embrayage humide aurait de grandes pertes visqueuses. Ensuite, les moteurs électriques tournent rapidement (11 000 révolutions par minute). Cela fait en sorte que l’embrayage dissipe de grandes quantités de chaleur pour ralentir le moteur avant l’engagement du prochain ratio. Un embrayage sec ne contient pas d’huile pour aider à l’extraction de la chaleur et ses bandes de friction s’usent rapidement sous ces conditions. Ce travail de maîtrise propose d’utiliser un embrayage électromagnétique plutôt qu’un embrayage à friction pour dévier le couple moteur. La démarche de conception d’un tel embrayage est présentée. Premièrement, un modèle analytique simple sert à déterminer les dimensions physiques de l’embrayage pour qu’il développe un certain couple électromagnétique. Ce requis provient des spécifications techniques d’une plateforme véhiculaire électrique disponible à l’Université de Sherbrooke (Projet Phoebus). Deuxièmement, des études par éléments finis des champs magnétiques de l’embrayage servent à valider que l’embrayage produit le niveau de couple désiré. L’embrayage est finalement testé dans une transmission manuelle automatisée installée sur un banc de test dynamométrique. Des changements de ratios sans interruption de couple démontrent la viabilité de l’embrayage à courants de Foucault en tant qu’embrayage de déviation du couple