Formula Student et projets d'école : choisir son groupe motopropulseur électrique
Une équipe de Formula Student ou d'Eco-marathon a un an pour concevoir, fabriquer et faire rouler un véhicule, avec une équipe qui change presque entièrement chaque saison. Le groupe motopropulseur électrique, moteur, onduleur, batterie, est la partie la plus risquée du projet : la plus chère, la plus surveillée par les commissaires, et celle qui fait échouer le plus d'équipes aux contrôles techniques. Ce guide donne une méthode pour le choisir.
L'essentiel
- Le règlement de la compétition passe avant tout : il fixe la tension maximale, les protections et les contrôles obligatoires.
- Le moteur et l'onduleur se choisissent ensemble : un onduleur doit savoir piloter le moteur choisi.
- La batterie est souvent l'élément le plus lourd et le plus contrôlé ; sa conception demande du temps.
- La télémétrie fait gagner du temps à chaque essai, et transmet le savoir à l'équipe suivante.
Le règlement d'abord
Chaque compétition publie un règlement qui encadre le système de traction : tension maximale, isolation, coupures d'urgence, surveillance de l'isolement, indicateurs de tension présente, protection de la batterie. Ces règles changent d'une saison à l'autre. Lisez la version de l'année avant toute conception, et prévoyez la documentation que les commissaires demanderont.
Le moteur
Le moteur se choisit sur le couple et la vitesse dont la voiture a besoin à la roue, compte tenu de la transmission. Les équipes hésitent souvent entre un moteur central avec différentiel et plusieurs moteurs dans les roues ou près des roues, qui permettent de répartir le couple entre les roues. La deuxième solution est plus performante mais beaucoup plus complexe à mettre au point. Pour comprendre les technologies, voir nos guides sur la différence entre PMSM et BLDC et sur les moteurs à aimants intérieurs.
L'onduleur
L'onduleur, que l'on appelle contrôleur sur un deux-roues, pilote le moteur. Il doit supporter la tension de la batterie, fournir le courant du couple voulu, et lire le capteur de position du moteur. Une équipe a tout intérêt à choisir un onduleur dont le réglage est documenté et accessible, plutôt qu'une boîte noire. Pour comprendre ce qu'il fait, voir nos guides sur la commande vectorielle, le régulateur de courant et le défluxage.
La batterie
La batterie est l'élément qui demande le plus de travail : choix des cellules, assemblage, refroidissement, BMS, protections, contrôles. C'est aussi celui qui pèse le plus. Sa capacité se calcule sur l'épreuve la plus longue, souvent l'endurance, avec une marge. Voir nos guides pour lire la fiche technique d'une cellule et sur l'équilibrage par le BMS.
La télémétrie et le bus CAN
Tous les éléments, onduleur, BMS, capteurs, tableau de bord, dialoguent en général par bus CAN. Enregistrer ces échanges à chaque essai permet de comprendre une coupure, de régler la voiture, et de laisser à l'équipe suivante des données au lieu de souvenirs.
Le banc avant la piste
Valider le moteur et l'onduleur sur un banc avant de les monter dans la voiture fait gagner des semaines : on y règle l'onduleur, on mesure le couple et l'échauffement, sans risquer la voiture. Voir notre guide sur la mesure sur banc moteur.
Ce que fait Rage pour les écoles
Nous travaillons avec les écoles d'ingénieurs, les équipes étudiantes et les laboratoires : contrôleurs, BMS, télémétrie, essais sur banc ou sur circuit. Voir notre page écoles d'ingénieurs et recherche. Comme les équipes, nous visons une performance mesurée : notre RM-X détient le record du monde de vitesse en trottinette, à 173 km/h mesurés sur circuit.
Le conseil de l'atelier
Faites rouler la chaîne de traction le plus tôt possible, même sur un châssis provisoire ou un banc. Allumer l'onduleur pour la première fois quelques semaines avant la compétition ne laisse aucune marge pour corriger un problème.
Questions fréquentes
Vaut-il mieux concevoir son onduleur ou en acheter un ?
Concevoir un onduleur est un projet à part entière. Pour une équipe qui débute en électrique, un onduleur existant et bien documenté laisse le temps de travailler le reste de la voiture.
Un moteur ou plusieurs ?
Un seul moteur avec différentiel est plus simple à mettre au point. Plusieurs moteurs permettent de répartir le couple entre les roues, mais demandent beaucoup plus de réglage et de logiciel.
Comment transmettre le savoir à l'équipe suivante ?
Par les données et la documentation : enregistrements de chaque essai, réglages de l'onduleur, schémas à jour. Une voiture sans données oblige l'équipe suivante à tout réapprendre.
Rage peut-il accompagner une équipe ?
Oui : nous fournissons contrôleurs, BMS et télémétrie, et nous pouvons faire les essais sur banc ou sur circuit. Présentez-nous votre projet depuis notre page écoles.