"Green Team Twente" est une équipe d'étudiants néerlandais qui se concentre sur la fabrication de la voiture à hydrogène la plus efficace au monde. Cette équipe pluridisciplinaire est composée d'étudiants de la Saxion Hogeschool et de l'université de Twente. Chaque année, une nouvelle équipe est formée et une nouvelle voiture est développée.
Pour ce faire, chaque nouvelle équipe se base sur le projet de l'année précédente et tente de l'améliorer. En septembre 2019, les mécaniciens de l'équipe ont dû prendre une décision importante : Est-il possible d'augmenter l'efficacité en optimisant davantage la chaîne cinématique actuelle de la voiture ou faut-il pour cela recourir à une autre technique ?
La chaîne cinématique se compose de 4 moteurs DC (à courant continu) qui entraînent un arbre à cardan avec un certain retard. L'arbre à cardan permet d'entraîner la roue arrière gauche qui fait avancer la voiture. La décélération correspondante est obtenue à l'aide d'une boîte de vitesses spécialement conçue à cet effet. L'équipe a d'abord décidé de tester la chaîne cinématique
Le choix du bon capteur de couple
En collaboration avec les ingénieurs d'Althen, les étudiants ont cherché le capteur le plus approprié et ont opté pour un capteur de couple rotatif de notre partenaire ST Sensor Technology. "Le grand avantage du capteur de couple RWT 410-420 est qu'il possède une interface très simple qui nous permet de lire les données numériquement de manière simple et précise. De plus, il permettait de mesurer simultanément la vitesse et le couple. Nous en avions besoin pour calculer le rendement exact. Quelques pour cent font déjà une différence importante en course. De plus, la collaboration avec Althen a été très agréable, il y avait toujours quelqu'un prêt à nous aider".Un montage d'essai avec un capteur de couple rotatif
Afin de pouvoir prendre une décision fondée, l'efficacité de la chaîne cinématique actuelle a d'abord été déterminée. Les étudiants ont créé un montage d'essai avec un capteur de couple intégré RWT410-420. Ce capteur a permis de déterminer la vitesse angulaire de l'arbre de la prise de force (PTO) ainsi que le couple généré. En mesurant le courant et la tension d'entrée des régulateurs du moteur, le rendement mécanique et électrique combiné de la chaîne cinématique a été déterminé. La variation de la charge du moteur avec un frein à courants de Foucault a simulé les conditions pendant la course.
La tension d'alimentation du régulateur du moteur et du capteur de couple a été lue à l'aide du logiciel LabVIEW fourni. La puissance d'entrée et de sortie avec le degré de puissance correspondant peut être facilement traitée numériquement et enregistrée avec ce logiciel. Avec le montage de test, les étudiants ont d'abord mesuré la puissance de la chaîne cinématique en autant de points que possible. Une courbe de puissance tridimensionnelle a ensuite été établie à partir de ces points de mesure. Les conditions dans lesquelles les tests ont été effectués étaient basées sur les données de courses automobiles antérieures, telles que le Shell Eco-Marathon 2019 et le Drivers World Championship 2019. Les étudiants ont ensuite pu comparer le modèle théorique idéal avec leurs données expérimentales.
Les résultats du test du capteur de couple
Le test a montré que la chaîne cinématique fonctionnait plusieurs fois mieux en théorie qu'en pratique - elle aurait donc pu être encore plus performante. Cependant, l'équipe s'est heurtée aux limites mécaniques du moteur, qui ne pouvait pas être reconstruit dans le cadre du système actuel. Sur la base des résultats des tests, les étudiants ont cherché des alternatives et ont effectué diverses simulations. Finalement, ils ont opté pour le développement d'un nouveau moteur de moyeu de roue.
Une fois que le moteur a été développé et que la commande du moteur a été adaptée au moteur, il est testé dans la pratique. L'équipe d'étudiants pourra ensuite comparer les résultats des tests avec l'ancien groupe motopropulseur pour voir dans quelle mesure l'efficacité a augmenté - un pas de plus vers le développement de la voiture la plus économe en carburant au monde.
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