Technologie électrique : le groupe Hyundai-Kia prend une longueur d’avance
Il est rare que les deux marques – Kia appartenant à Hyundai – communiquent ensemble. La raison est néanmoins toute simple : les deux labels dévoilent une nouvelle plateforme commune : la E-GMP.
Le groupe sud-coréen a toujours été en avance sur les véhicules électrifiés. Certes, la Renault Zoé et la Nissan Leaf trustent les premières places des véhicules électriques en Europe, mais il convient de reconnaître que Hyundai et Kia ont été les premières à vendre toutes les technologies électrifiées à un prix acceptable.
Hybride, hybride rechargeable, 100 % électrique de première et de seconde génération, le groupe sud-coréen est le seul à proposer autant de modèles avec toutes les technologies, sur des carrosseries classiques. Bien sûr la concurrence a réagi, mais assez récemment, voire très récemment en ce qui concerne les constructeurs tricolores. Mieux vaut tard que jamais, mais lorsqu’on prend du retard sur une technologie, il est difficile de revenir dans la course…
Avec la nouvelle plateforme et ce qu’on sait, de manière parcellaire, des modèles qui vont en découler, il semblerait que le groupe industriel asiatique ait pris une longueur d’avance dans ce que sera la voiture électrique de demain. Avec sa plateforme E-GMP, Hyundai Motor Group lancera d’ici 2025 plus de 20 modèles 100 % électriques. Le premier sera la future Ioniq côté Hyundai, puis un crossover chez Kia, et ce dès 2021. Selon Hyundai Motor Group, les véhicules reposant sur cette plateforme offriront plus de 500 km d’autonomie avec une charge complète (normes WLTP) et pourront être rechargés à 80 % en 18 minutes sur une borne de recharge ultra-rapide. Pour ce faire, la voiture sera équipée d’un système électrique intégré qui comprend un dispositif de recharge multiple et de conversion d’énergie bidirectionnelle (400 V/800 V). il s’agit d’une première mondiale, et d’une petite révolution dans le monde de la recharge. On en reparle plus loin.
Modulable et facile sur le plan industriel
La plateforme E-GMP simplifie le processus de production par le biais des principes de modularisation et de standardisation, permettant ainsi une plus grande rapidité de développement des produits, et ce sur plusieurs axes : berlines, SUV et CUV (crossovers). Son architecture permet également d’accueillir plusieurs types de motorisations, dont la plus puissante offrira des performances de haut vol : moins de 3,5 secondes pour passer de 0 à 100 km/h, et 260 km/h en pointe.
Cette nouvelle plateforme ouvre par ailleurs plusieurs voies en termes de dynamisme et de prestations routières, mais aussi en termes d’espace intérieur, l’habitacle étant débarrassé de servitudes telles qu’un tunnel de transmission ou une console centrale trop encombrante car pleine d’éléments techniques. Ici tout est logé dans le plancher et sous le capot.
Plateforme E-GMP : un châssis perfectionné
Grâce à la répartition optimale des masses entre les essieux avant et arrière, mais aussi le fait que le pack de batterie soit installé au plus bas, la plateforme met toutes les chances de son côté pour offrir le meilleur comportement routier. Les moteurs électriques quittent les emplacements traditionnels, sur les essieux généralement, pour prendre place tout simplement sous le capot. Ce qui n’empêchera pas la plateforme de proposer une version à 4 roues motrices, mais cette fois-ci avec un moteur électrique qui viendra s’ajouter sur le train arrière.
Le confort et la tenue de route reposent sur un système de suspension arrière multibras, ainsi que le premier essieu moteur intégré (IDA) qui associe les roulements de roue à l’arbre de transmission pour transmettre la puissance aux roues. C’est la première fois qu’un tel procédé est utilisé à grande échelle.
Autre nouveauté, la protection des batteries, positionnées dans une structure de protection en acier à ultra-haute résistance. En cas de choc, l’énergie peut être absorbée efficacement grâce à des matériaux et des pièces spécialement dessinées pour dissiper la force de l’impact, un peu comme les crash-box que l’on voit en sport automobile.
En renforçant la structure située à l’avant de la planche de bord, les ingénieurs ont pu minimiser la diffusion de l’énergie du choc vers le système électrique et la batterie, voire empêcher la déformation de la cellule de vie. Un fait rassurant lorsqu’on roule dans une voiture à batterie, même si on n’envisage pas l’accident lors de la signature du bon de commande.
Electrification de nouvelle génération
Ce système de batterie – implanté entre les essieux avant et arrière – s’avérera, en termes de densité énergétique, le plus performant jamais créé par Hyundai Motor Group. Il doit ses performances à sa capacité de refroidissement améliorée, fruit d’une nouvelle structure permettant une plus grande compacité de la batterie. Outre une densité énergétique améliorée d’environ 10 % par rapport à celle des batteries actuelles, ce nouveau pack de batterie est plus léger et peut être monté plus bas dans la caisse.
Le nouveau système « Power Electric » (PE) est quant à lui constitué d’un moteur électrique, d’une transmission et d’un onduleur. Un peu comme en Formula E, où le groupe coréen pourrait arriver en 2023. Ces trois éléments sont intégrés au sein d’un seul et même module qui reste très compact. Celui-ci garantit des performances élevées en augmentant la vitesse maximale de rotation du moteur de 70 % par rapport à celle des moteurs électriques actuels. Bien que plus petit, il délivre in fine des performances comparables tout en étant plus léger.
Il est commandé par le module d’alimentation de l’onduleur qui adopte des semi- conducteurs en carbure de silicium (SiC). Cela lui permet d’améliorer l’efficacité du système d’environ 2 à 3 %, et ainsi d’augmenter l’autonomie d’environ 5 % avec la même quantité d’énergie.
De base, la plateforme E-GMP est une propulsion, mais sera également proposée en 4 roues motrices. La transmission intégrale pourra bénéficier d’un moteur électrique supplémentaire, et intègrera un dispositif de découplage de la transmission, afin de commander la connexion entre le moteur supplémentaire et les roues avant, et sélectionner alternativement les modes deux ou quatre roues motrices. Ainsi, le système peut utiliser la transmission la plus adaptée à la situation, et maximiser l’efficience du dispositif.
Tous les véhicules reposant sur cette plateforme E-GMP font appel au même type de module de batterie standardisé. En revanche, en fonction des modèles, les cellules peuvent être conditionnées en différentes quantités.
Hyundai Kia en route vers le V2L
V2L : véhicule to Load. Autrement dit, quand la voiture sert de ressource énergétique à un autre appareil électrique. C’est ce que va proposer cette nouvelle plateforme avec son système de recharge multiple et bidirectionnel. Aujourd’hui, la plupart des infrastructures de recharge rapide offre une puissance de charge de 50 à 150 kW pour les véhicules électriques équipés de systèmes 400 V ; le développement d’infrastructures 800 V, délivrant jusqu’à 350 kW de puissance de charge, permettra de garantir progressivement une recharge encore plus rapide.
C’est pour cette raison que Hyundai Motor Group est aujourd’hui partenaire de IONITY, qui exploite 308 bornes de recharge haute puissance en Europe. L’entreprise prévoit de porter ce chiffre à 400 bornes HPC d’ici à 2022.
La plateforme E-GMP offre de série une capacité de charge de 800 V, mais est également compatible avec un système 400 V, sans avoir à utiliser de composants ou d’adaptateurs supplémentaires. Ce système de recharge multiple constitue la première technologie brevetée au monde à exploiter le moteur électrique et l’onduleur afin de porter la tension de 400 à 800 V et de garantir ainsi une compatibilité de recharge parfaitement stable. Ce système permet de recharger la batterie à 80 % en seulement 18 minutes et de gagner jusqu’à 100 km d’autonomie en seulement 5 minutes sur une borne de très haute puissance.
Un véhicule électrique reposant sur la plateforme E-GMP peut parcourir jusqu’à 500 km avec une charge complète, selon les normes WLTP. On peut donc raisonnablement espérer 420-430 km dans la vie réelle, en conditions routières classiques.
Contrairement aux précédents véhicules électriques, qui pouvaient uniquement faire l’objet d’une recharge unidirectionnelle, la plateforme E-GMP dispose d’un système de charge plus flexible. Le tout nouveau module de commande de charge intégré (ICCU) de la plateforme E-GMP constitue une évolution par rapport à l’actuel chargeur embarqué (OBC), qui ne permet qu’une circulation unidirectionnelle de l’électricité depuis une source d’alimentation externe. Le module ICCU intègre la technologie V2L permettant de redistribuer l’énergie de la batterie sans utiliser d’éléments supplémentaires. Il autorise donc la voiture à alimenter d’autres appareils électriques (110/220 V), quel que soit l’endroit. Ce système peut même être utilisé pour recharger un autre véhicule électrique.
La nouvelle technologie V2L est capable de fournir jusqu’à 3,5 kW d’énergie et d’alimenter un système de climatisation de taille moyenne et une télévision de 55 pouces pendant 24 heure.
Grâce à cette nouvelle plateforme E-GMP ses caractéristiques techniques et les modèles qui vont en découler, Hyundai et Kia comptent vendre 1 million de voitures construits sur cette base d’ici 2025. Il manque encore quelques détails techniques, comme la capacité maximale des batteries, et les temps de recharge sur une prise classique ou une WallBox, qui seront les éléments de recharge les plus courants. Mais les premières données sont, il convient de le reconnaître, alléchantes et démontrent que la technologie avance à grands pas.
