BMW i3 : née électrique de A à Z

Comme promis, je reviens donc sur la BMW i3 - qui a été révélée hier en première mondiale - pour vous donner quelques secrets sur sa conception. Le constructeur allemand a fait le choix de partir d'une feuille blanche plutôt que d'électrifier un modèle existant. C'est une première dans la catégorie Premium. Et le tour de force a été de faire concilier légèreté et sportivité, tout en préservant une autonomie raisonnable (de l'ordre de 160 km*).

La voiture mesure 3,99 m (la taille d'une Clio 3) et BMW i a fait le choix de ne proposer que 4 places au lieu de 5. Avec un poids à vide de 1 270 kg, elle est plus légère que la plupart des compactes, tout en offrant nettement plus d'espace à bord. Parcourant le 0 à 100 km/h en 7,2 secondes (dont le 0 à 60 km/h en 3,7 secondes), elle coiffe au poteau les modèles équivalents de dimensions et de puissance comparables. La i3 est née électrique mais conserve le plaisir de conduire inscrit dans l'ADN de BMW (ce qu'on espère pouvoir vérifier dans quelques mois).

Poussant la réflexion plus loin que Renault, BMW a souhaité réduire l’empreinte carbone dès le stade de la production. Ainsi, l’usine de Leipzig, où est fabriquée la i3, est alimentée à 100 % en énergie électrique par des éoliennes (au nombre de 4 et qui produisent 26 GWh par an). Celle de Moses Lake aux USA, qui produit le PFRC, tire son énergie de l’hydraulique. Sur l’ensemble de son cycle de vie, y compris la production et l’énergie consommée, l’écobilan de cette auto électrique est inférieur d’un tiers par rapport à un véhicule thermique à faible consommation (et même 50 % si l’i3 est alimentée en énergie verte).

Pour abaisser le poids, le constructeur a chassé les grammes à tous les niveaux. Ainsi, le choix s'est porté sur le PFRC, le plastique renforcé par fibre de carbone pour la cellule qui entoure l'habitacle (module Life). Il économise ainsi 200 kg. Plus classique, de l'aluminium entoure le coeur de la voiture, à savoir la plateforme eDrive (le moteur électrique, l’électronique de puissance et la batterie lithium-ion hautes performances).

Petite précision au passage : ces composants électriques sont développés avec l'aide de partenaires, mais fabriqués en interne par BMW. Ces années de gestation du Projet i ont servir à monter une filière localisée en Allemagne.

Si le PFRC et l'alu sont utilisés dans les liaisons au sol, et même pour les boulons et le support de l'essuie-glaces pour l'aluminium, BMW i a déployé du magnésium pour soutenir le tableau de bord et gagner du poids (20 % d'allègement avec moins de pièces).

Les portes sont aussi allégées et intègrent même dans leurs panneaux des matières premières renouvelables.

Un mot sur l'agilité de la i3. Elle est favorisée par la position centrale basse de la batterie, au même titre que la répartition des masses à 50/50 sur les essieux avant / arrière (en raison de la disposition de tous les composants dans le module Drive). Par ailleurs, son diamètre de braquage étonnamment court de 9,86 mètres seulement, associé à une direction qui ne nécessite que 2,5 tours de volant de butée à butée, lui permettra de se faufiler aisément dans le trafic urbain.

Les pneus de 19 pouces ont été spécialement conçus pour la i3. Grands, mais relativement peu larges, ils se distinguent par des qualités aérodynamiques et une résistance au roulement qui favorisent l'économie d'énergie, tout en garantissant une conduite dynamique.

Le moteur électrique synchrone à aimants permanents délivre une puissance de 170 ch (125 kW) et un couple maximal de 250 Newtons-mètres disponible dès les premiers tours de roues. Les motoristes ont agencé et combiné les composants qui participent au couple moteur de façon très spécifique, assurant ainsi un rendement exceptionnel et un champ électromagnétique stable (limitant les vibrations), même à vitesse élevée. Le moteur ne pèse que 50 kg et ne consomme que 0,13 kWh par km selon le cycle NEDC.

L'un des points forts est la puissance de la récupération d'énergie au freinage. Comme sur la Mini E, le conducteur peut freiner dans la plupart des cas sans à avoir à toucher la pédale de freins. Il se contente de lever le pied de l'accélérateur et d'anticiper ainsi sur le trafic. D'où cette sensation de « mono-pédale ». En mode récupération, la machine électrique injecte du courant dans la batterie lithium-ion et génère un freinage électrique que le conducteur peut contrôler avec précision. La puissance de récupération est asservie à la vitesse, si bien qu’à régime élevé, la voiture avance en « roue libre ». D'après BMW, l’exploitation intensive de cette forme de récupération d’énergie par le moteur se traduit par une augmentation de l’autonomie de 20 %. Mais, la pédale de frein fonctionne aussi.

A noter que le mode ECO PRO d'aide à la conduite bride les performances pour économiser de l'énergie, le mode ECO PRO+ apportant un tour de vis supplémentaire (vitesse limitée à 90 km/h). Ce qui permet de gagner 20 % sur l'autonomie.

La batterie est composé de huit modules, de 12 cellules chacun, qui produisent une tension nominale totale de 360 volts et mettent à disposition une énergie équivalant à environ 22 kilowattheures. Elle pèse 230 kg. BMW i garantit sa batterie pendant 8 ans ou 100 000 km.

A noter que la i3, bien que née électrique, propose en option un range extender. Cette fonction est assurée par un bicylindre essence de 650 cm³ de 34 ch (25 kW), logé directement à côté du moteur électrique au-dessus de l’essieu arrière et alimenté par un réservoir de 9 litres. Il s'agit du moteur du scooter 650 cm3 de BMW. D'un poids de 120 kg, il entraîne un générateur pour la production de courant et permet de porter l’autonomie maximale à environ 300 kilomètres, avec des rejets de CO2 limités à 13 g par km.

Comme sur la Zoé, on trouve à bord de la i3 une pompe à chaleur. Ce système permet de réduire de 30 % la consommation d’énergie par rapport à un système de climatisation classique. A noter que BMW utilise le fluide frigorigène pour refroidir la batterie. Le liquide peut aussi être chauffée via un échangeur thermique pour faciliter la montée en température et le démarrage, même par temps très froid.

Les autres plus de la i3. Catégorie Premium oblige, BMW doit aller plus loin dans l’équipement. C’est ainsi que la i3 peut recevoir en option un régulateur de vitesse actif ACC (qui offre en prime un mode de pilotage automatique dans les embouteillages), une caméra de recul et un système Park Assist qui gère automatiquement le stationnement. Elle a aussi des phares a LED intelligents.

BMW a egalement pensé au recyclage, celui des batteries évidemment, mais aussi celui du PFRC (pièces de carrosserie et autres composants), qui peut être réinjecté dans la chaîne de production ou valorisé d’une autre manière. A noter que le constructeur allemand a aussi souhaité une réparation aisée pour sa i3. Ainsi, des méthodes de réparation rapide ont été mises en place pour les dommages occasionnés à la carrosserie (pièces plastiques et PFRC). Les frais de remise en état après un accident sont comparables à ceux d’une Série 1.

Voici l'album photo de la i3 : http://s.joomeo.com/51f6df5682c68

Demain, nous parlerons de la recharge et des services qui vont accompagner le lancement de la i3.

*L’autonomie est de 130 à 160 km en mode confort. Elle peut atteindre 180 km quand on enclenche le mode ECO PRO et 200 km en mode ECO PRO+.

Les technologies de la Porsche 918 Spyder

Cette supercar hybride rechargeable, qui sera lancée à l'automne au moment du salon de Francfort, est exceptionnelle à bien des égards. Elle bénéficie des connaissances acquises par Porsche en course avec la 911 GT3 R Hybrid. La présence d’un moteur supplémentaire à gestion indépendante sur le train avant permet d’appliquer de nouvelles stratégies de conduite, spécialement dans les virages, et de négocier en toute sécurité des courbes à vitesse extrêmement élevée. À cela s’ajoute la stratégie de « boost », qui permet de disposer à la demande de la pleine puissance (887 ch en cumulé), tout simplement en enfonçant complètement la pédale d’accélération. Nous allons découvrir ensemble ce qui contribue à la tenue de route hors norme de ce bolide électrifié.

Qui dit véhicule électrifié dit aussi construction allégée. L’ensemble de la structure portante a été réalisée en PFRC (plastique renforcé de fibres de carbone), un matériau plus léger qui présente une résistance à la torsion extrêmement élevée. Par ailleurs, Porsche a prévu la présence d’éléments d’amortissement de chocs supplémentaires à l’avant et à l’arrière, ce qui permet d’absorber et de dissiper l’énergie d’impact en cas d’accident. Ce concept joue un rôle décisif dans le faible poids à vide de la voiture (environ 1640 kg avec le pack « Weissach »), une valeur exceptionnellement basse pour un véhicule hybride de cette catégorie de puissance.

Les éléments de la chaîne cinématique et les composants de plus de 50 kg occupent une position aussi centrale et aussi basse que possible. Il en résulte une répartition des masses sur les trains de 57% à l’arrière et de 43% à l’avant. Associée à un centre de gravité extrêmement bas (situé à la hauteur des moyeux de roue), elle se révèle idéale en termes de dynamique de roulage. L’implantation centrale et basse de la batterie de traction, situé directement derrière le conducteur, contribue non seulement à la concentration des masses et à l’abaissement du centre de gravité, mais constitue aussi, d’un point de vue thermique, la solution qui favorise le plus son fonctionnement optimal.

Le châssis multibras de la Porsche 918 Spyder s’inspire des architectures présentes en compétition. Il bénéficie en plus de systèmes tels que l’amortissement actif PASM et des roues arrières directrices. En gros, il recourt à un variateur d’angle électromécanique à chacune des roues arrière. Le processus, asservi à la vitesse, permet d’obtenir un angle de braquage jusqu’à 3° vers la gauche ou vers la droite, tantôt dans le même sens que les roues avant, tantôt dans le sens contraire de celles-ci. À basse vitesse, les roues arrière braquent à contresens des roues avant, réduisant le rayon de braquage et facilitant les manoeuvres. À vitesse élevée, les quatre roues braquent dans la même direction. Lors d’un brusque changement de bande de circulation, cela réduit le déport du train arrière. Il en résulte une plus grande stabilité et, par là même, une sécurité accrue.

Cerise sur le gâteau, la 918 Spyder bénéficie aussi du « Porsche Active Aerodynamic » (PAA), un système qui garantit un aérodynamisme unique et variable. Il agit automatiquement sur des éléments mobiles pour faire varier l’assistance entre une efficacité optimale et une déportance maximale d'une manière adaptée au mode de fonctionnement du système d’entraînement hybride.
En mode « Race », l’aileron arrière déployable est fort incliné pour offrir davantage de prise au vent et créer une déportance élevée sur le train arrière. Le spoiler positionné entre les deux supports d’aileron près du bord de fuite se déploie lui aussi. En outre, deux volets réglables situés dans le soubassement devant le train avant s’ouvrent et dirigent une partie du flux d’air vers les canaux de diffusion du carénage du soubassement. Il en résulte également un effet de sol au train avant.
En mode « Sport », le système de contrôle aérodynamique réduit quelque peu l’angle d’attaque de l’aileron arrière, ce qui permet à la voiture d’atteindre une vitesse de pointe plus élevée. Le spoiler reste déployé. Les volets aérodynamiques du soubassement se ferment, ce qui limite également la résistance à la pénétration dans l’air et augmente les vitesses atteignables.
En mode « E », le système est entièrement configuré pour que la voiture présente une faible résistance aérodynamique : l’aileron et le spoiler arrière sont rentrés et les volets aérodynamiques, fermés. Des prises d’air réglables situées sous les phares principaux complètent le système aérodynamique actif. Lorsque le véhicule est à l’arrêt et que le mode « Race » ou « Sport » est activé, elles s’ouvrent pour permettre l’arrivée d’air de refroidissement.
Dans les modes « EPower » et « Hybrid », elles se ferment immédiatement après la mise en mouvement du véhicule afin que celui-ci conserve une faible résistance à la pénétration dans l’air. Elles s’ouvrent de nouveau lorsque la voiture atteint la vitesse de 130 km/h environ ou que les besoins en air de refroidissement deviennent plus importants.

Demain, nous évoquerons l'architecture hybride parallèle et les différents modes de conduite.