Comment la commande à vitesse variable d'un moteur à courant alternatif peut-elle réduire les vibrations et le bruit et améliorer le confort de conduite d'un véhicule électrique ?

Le véritable problème du NVH dans les véhicules électriques

 

De nombreux conducteurs entendent souvent un sifflement aigu et irritant lorsque leur véhicule accélère ou freine par récupération d'énergie. Ce bruit, ces vibrations et cette rugosité (communément appelés NVH) ne proviennent pas du bruit de la route ou du vent, mais sont transmis par le moteur d'entraînement et son contrôleur. Le moteur d'entraînement principal est très différent des autres composants auxiliaires. Il doit fonctionner dans une large plage de vitesses de rotation et de couples. Si la stratégie de contrôle n'est pas correctement mise en œuvre, la force électromagnétique produira des bruits gênants, perturbant le calme initial de l'habitacle. C'est là que… commande de moteur à courant alternatif à vitesse variable devient essentiel pour un confort de conduite optimal en conditions réelles.

Réguler précisément la pression et réduire le bruit

De nombreux ingénieurs pensent à tort que les systèmes d'entraînement à courant alternatif permettent d'obtenir facilement un couple régulier. En réalité, la commutation traditionnelle à six étapes ou un paramétrage inadéquat de la commande PWM peuvent engendrer des fluctuations de couple à certaines fréquences harmoniques. Lors d'un arrêt à un carrefour, puis d'un redémarrage, les vibrations du moteur et du support se traduisent par des bruits métalliques stridents. L'écoute prolongée de ces bruits peut engendrer fatigue et agitation. Ces vibrations, même subtiles, affectent significativement le confort de conduite des passagers et nuisent à l'expérience de conduite des véhicules électriques. Pour résoudre ce problème, une régulation précise et en temps réel, cycle par cycle, de la tension et de la fréquence est indispensable. À la longue, ces vibrations, même minimes, peuvent incommoder les passagers et donner une image peu flatteuse des véhicules électriques. La solution réside donc dans des ajustements précis et continus de la tension et de la fréquence.

Démarrage en douceur, sans à-coups.

Un algorithme de régulation de vitesse bien conçu permet au courant dans l'enroulement du moteur d'augmenter progressivement au lieu de délivrer immédiatement le couple maximal. Lorsque le véhicule circule à faible vitesse dans un embouteillage, le contrôleur peut augmenter en douceur la fréquence fondamentale de 0 Hz à 20 Hz en une seconde, tout en supprimant activement les harmoniques de bas rang. Ainsi, le conducteur bénéficie d'une conduite souple et silencieuse, sans aucun bruit parasite. Cette même technologie permet également d'éliminer les à-coups souvent ressentis lors des manœuvres de stationnement.

Correspondance des paramètres

Pour supprimer complètement les ondulations de couple dans un véhicule de série, les constructeurs automobiles s'appuient sur un système spécialement conçu à cet effet. moteur à courant alternatif et contrôleurEn tant que système intégré, l'algorithme de commande vectorielle (FOC) du contrôleur doit connaître avec précision le profil de flux et d'inductance des aimants du moteur. Lorsque ces paramètres sont correctement ajustés, le contrôleur annule les courants harmoniques de rang 6 et 12, responsables de la majeure partie du bruit audible. Sans cette combinaison, même avec un matériel haut de gamme, il est impossible d'atteindre un silence absolu dans l'habitacle.

L'expérience de conduite authentique

Un test réalisé sur une flotte d'une berline électrique populaire a confirmé cette différence. En condition de faible charge, le contrôleur d'origine produisait un bourdonnement de 72 décibels (A) à une vitesse de 30 kilomètres par heure. Après l'application de la technologie de régulation de vitesse par courant alternatif, qui utilise une modulation de largeur d'impulsion (PWM) optimisée et une suppression active des harmoniques, le niveau sonore du même véhicule a été réduit à 58 décibels (A). Le bruit perceptible par l'oreille humaine a ainsi été réduit de près des trois quarts. De nombreux conducteurs ont indiqué que, même à grande vitesse, l'habitacle est aussi silencieux qu'une bibliothèque et que leur niveau de fatigue a considérablement diminué.

La voie vers le confort premium

 

Face à des acheteurs de véhicules électriques de plus en plus exigeants, le confort acoustique et vibratoire (NVH) du système de propulsion est devenu un enjeu majeur pour l'image de marque. L'adoption de la technologie de commande de moteur à courant alternatif à fréquence variable, qu'elle soit intégrée à un système ou gérée par un contrôleur indépendant, permettra aux utilisateurs de bénéficier d'un confort de conduite concret, et non plus d'un simple argument marketing.