Des ingénieurs de FEV Turquie ont mis au point des fonctions de conduite autonome pour les TRAGGER, une nouvelle génération de véhicules utilitaires électriques à batterie destinés au transport des marchandises et des personnes dans divers environnements utilitaires et industriels. La production se déroulera sur le site de TRAGGER à Bursa, en Turquie.

Dans leur état initial, non autonome, les véhicules TRAGGER affichent une capacité de charge de 700 kg et la possibilité de remorquer jusqu’à deux tonnes. Lorsqu’ils sont chargés, les TRAGGER de 3,1 m de long sont capables de gérer jusqu’à un pourcentage de pente de 17 % et possèdent un diamètre de braquage de 2,8 m, ce qui offre ainsi une bonne manœuvrabilité. Les véhicules TRAGGER disposent de deux modes de vitesse permettant de sélectionner des vitesses rapides ou lentes. La charge complète d’une batterie peut être réalisée en six heures seulement à l’aide d’une alimentation en courant traditionnel de 220 V, et le bloc de batteries Quick-Drop permet, quant à lui, d’effectuer une maintenance efficace.

Grâce à leur infrastructure robuste, leur groupe motopropulseur, leurs suspensions, et leurs systèmes de freinage et de direction, les véhicules de la gamme TRAGGER Pro offraient une plateforme idéale aux ingénieurs de FEV Turquie pour fournir, installer, et calibrer le matériel et les logiciels permettant d’obtenir des fonctions de conduite autonome de niveau 4.

Basé sur une expérience et des simulations approfondies, le jeu de capteurs de FEV Turquie destiné aux véhicules TRAGGER se compose de sept capteurs LiDAR, d’un dispositif radar et d’une caméra. Grâce à cette configuration, le véhicule est capable de détecter un environnement à 360°, séparer des objets en mouvement jusqu’à une distance de 80 mètres, et calculer la probabilité de collision. La caméra haute résolution et les algorithmes de traitement de l’image basés sur IA, la capacité d’analyse des caractéristiques telles que les voies, les piétons et les obstacles, permettent au véhicule de se déplacer de manière plus sûre dans une circulation dense.

« Les nouvelles technologies modifient rapidement le secteur de la mobilité et, dans le cas présent, l’électrification, la conduite autonome ainsi que les éléments de connectivité font toute la différence. Le recueil d’expériences sur le véhicule TRAGGER a beaucoup aidé à accélérer les résultats de la R&D » a déclaré Taner Göçmez, Directeur Général de FEV Turquie. « FEV Turquie a également utilisé les véhicules TRAGGER pour développer des fonctions de conduite hautement autonome visant à permettre aux véhicules de fonctionner en autonomie dans une zone définie. Les équipes se concentrent par ailleurs sur une large gamme de fonctions de niveau 2. Cela inclut notamment le freinage d’urgence avancé, un régulateur de vitesse adaptatif doté d’une fonction stop-and-go, un assistant de maintien sur la voie, une détection des angles morts, un assistant de stationnement et une alerte de collision frontale. »

Des essais de conduite en autonomie des prototypes TRAGGER doivent avoir lieu sur le site de Bilişim Vadisi. Grâce à l’infrastructure logicielle et au module de connexion conçu par FEV, le véhicule sera contrôlé via le réseau Internet et les données critiques seront collectées dans un environnement cloud.

« Après avoir développé des fonctions de conduite autonome pour plusieurs autres applications automobiles et utilitaires, le projet de véhicule TRAGGER correspond parfaitement à notre objectif de faire progresser les solutions de mobilité sûres, durables et faciles à exploiter » a ajouté Göçmez. « Cela illustre parfaitement comment s’appuyer sur des ressources globales pour améliorer les capacités technologiques en Turquie. » « Les véhicules écologiques de pointe que nous produisons en Turquie sont très prisés à l’étranger. Par conséquent, en équipant nos véhicules existants de certains éléments tels que la conduite intelligente et des fonctions d’IA, nous visons à augmenter notre objectif d’exportation en 2022 et nous sommes convaincus qu’ils seront très bien accueillis sur le marché mondial » a affirmé Saffet Çakmak, partenaire fondateur de TRAGGER.

FEV, l’un des principaux prestataires de service mondiaux dans le développement de véhicules et de groupes motopropulseurs, accompagne GCK Motorsport la vitrine technologique et médiatique de Green Corp Konnection (GCK), dans la conception et le développement de leur propre système de pile à combustible à forte puissance pour un véhicule de rallye raid : l’e-Blast H2. Le système sera d’abord étrenné sur les pistes du Dakar avant d’être déployé sur d’autres applications industrielles. Une première version de « démonstration » a été dévoilée le 8 janvier dernier au Dakar 2022

Les organisateurs du Dakar souhaitent une liste d’engagés entièrement verte d’ici 2030, ce qui offre un terrain fertile aux entreprises qui cherchent à éprouver les performances de leurs solutions de mobilité électrifiée. En novembre 2020, GCK Motorsport a annoncé son intention de passer complètement au vert avec ses efforts de cross-country et a dévoilé le 8 janvier un prototype de son véhicule de rallye-raid à hydrogène, l’e-Blast H2 qui foulera les pistes en 2024, révélant ainsi la toute première pile à combustible intégrée dans un véhicule de compétition de rallye-raid.

FEV soutient cet effort grâce à sa vaste expertise en matière de conception et de développement. Le partenariat avec GCK a permis de produire un système de pile à combustible embarqué d’une puissance de 200 kW, l’un des plus puissants du marché. FEV et GCK relèvent ainsi deux défis techniques : le développement d’une pile de forte puissance dans une voiture de course du Dakar et son utilisation dans des conditions environnementales hostiles.

La pile à combustible est alimentée par 30kg d’hydrogène stocké dans quatre réservoirs certifiés R134 à une pression de 700 bars. Elle recharge une batterie lithium-ion de dernière génération de capacité de 50 kWh. Celle-ci vient alimenter le nouveau moteur électrique GCK doté de 2 vitesses qui a été conçu pour atteindre 320kW, soit l’équivalent de 435 chevaux. Ces développements permettront au GCK e-Blast H2 de parcourir une spéciale de 250 km entièrement alimenté par de l’énergie verte.

Un projet ambitieux

Ce projet « Dakar » a mobilisé une vingtaine d’ingénieurs de FEV en France et en Allemagne La version de « démonstration » a été dévoilée le 8 janvier dernier au Dakar 2022 pour présenter certaines solutions techniques et certains choix de définition dans des conditions réelles. Celle-ci sera, dans un second temps, optimisée et intégrée au véhicule et aura pour objectif de participer comme challenger à l’édition 2024.

Au cœur de la pile à combustible, le stack produit l’électricité grâce à une réaction chimique. Pour assurer son fonctionnement, par exemple dans les conditions du Dakar, il est nécessaire de développer trois boucles : la boucle d’hydrogène, carburant du STACK, la boucle d’air, nécessaire à la réaction chimique et la boucle de refroidissement, pour la stabilité du système.

Le choix de l’hydrogène par rapport à un système thermique conventionnel a pour objectif de supprimer les émissions de CO₂.

Dans les mois qui suivront le Dakar 2022, FEV accompagnera GCK dans le développement de la pile à combustible et de la voiture par le biais d’essais au banc et en dynamique, notamment sur les nouveaux bancs de FEV à Rouen. Au cours de la seconde partie de l’année, un programme d’essais approfondis dans les conditions réelles de rallye-raid, axé sur l’optimisation du groupe motopropulseur, conduira l’équipe à participer à certaines étapes du Dakar 2023 avec la voiture à hydrogène, avant de prendre le départ de l’épreuve complète en 2024.

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FEV et Wipro, géant mondial des technologies de l’information, ont conclu un partenariat stratégique en vue de développer et commercialiser des solutions de pointe destinées aux véhicules nouvelle génération définis par logiciel (SDV).

Le véhicule intelligent de demain s’appuie sur des logiciels, ce qui nécessite de très puissants systèmes capables de traiter et gérer de manière fluide des téraoctets de données critiques en temps réel. La satisfaction et la sécurité du client étant en jeu, l’échec n’est évidemment pas une option. Grâce à cette nouvelle alliance entre deux géants de l’industrie, les clients peuvent être sûrs que les solutions qu’ils recevront seront non seulement robustes, mais qu’elles serviront également de référence et auront fait l’objet d’études approfondies.

Au cœur de ce partenariat se trouve un laboratoire d’innovation nouvellement créé, qui permettra de stimuler le développement de cas d’utilisation automobile fondamentaux, de caractéristiques de systèmes intégrés, de logiciels évolutifs orientés services, et d’une architecture E/E – en tenant compte des exigences des marchés internationaux et locaux. Conçues spécifiquement en fonction des besoins des SDV, les fonctionnalités telles que la connectivité sans fil et les capacités de calcul dans le cloud constitueront des disciplines centrales du développement, tout comme les considérations relatives à l’industrialisation accélérée des SDV.

En outre, les deux entreprises mettront à profit leurs immenses savoir-faire respectifs afin de créer un think-tank dédié aux besoins de l’industrie automobile en matière de plateformes orientées services pour la mise en œuvre de fonctions de mobilité de pointe telles les solutions de conduite autonome.

« Wipro est un leader mondial des TIC, réputé pour ses solutions innovantes dans les domaines du cloud et des plateformes de données, de la VSLI (Intégration à très grande échelle), du développement de logiciels et de l’IoT (Internet des objets). Nous sommes convaincus que cette collaboration débouchera sur des solutions révolutionnaires et des produits innovants pour les véhicules définis par logiciel » a déclaré Thomas Hülshorst, Vice-Président Monde Mobilité intelligente et logiciels chez FEV. « En exploitant nos compétences respectives, nous espérons accélérer les activités de développement produit et obtenir un avantage concurrentiel significatif. »

Thomas Müller, CTO – Ingénierie et R&D chez Wipro Limited, a déclaré : « Nous sommes très enthousiastes à l’idée de collaborer avec FEV, l’un des acteurs les plus respectés au monde dans le domaine de l’ingénierie automobile, qui dispose d’un savoir-faire étendu en termes de domaines et d’applications, et des compétences de pointe en matière de logiciels ; notre objectif étant de développer conjointement des solutions innovantes pour les véhicules définis par logiciel. Il s’agit d’une étape décisive visant à renforcer notre position dans le secteur automobile et à placer nos deux entreprises au premier plan de ces technologies transformatrices et convergentes. » Pour plus d’informations sur la mobilité intelligente et les logiciels, veuillez cliquer ici.

FEV, l’un des principaux fournisseurs mondiaux dans le développement de véhicules et de groupes motopropulseurs pour le matériel et les logiciels, présente son tout nouveau système de batterie haute performance pour véhicules hybrides utilisant l’approche « de la cellule au module ». Outre la conception en T optimisée en termes de coûts et de conditionnement, ce concept modulaire entièrement intégré possède un système de refroidissement actif innovant des « busbars » pour les densités de puissances les plus élevées.

Le système de batterie présente une densité de puissance particulièrement élevée de 2 kW/kg, permettant d’obtenir une puissance de 100 kWh avec seulement 2 kWh d’énergie et un poids de 50 kg. Cette configuration est ainsi capable d’alimenter de manière optimale les véhicules hybrides puissants.

Structure en T avec fonction de refroidissement intégrée

Ce tout nouveau concept de batterie, dont FEV a démontré et validé la faisabilité en collaboration avec Volvo Car Corporation, s’appuie sur une structure centrale en T à fonctions intégrées pour la structure mécanique de la batterie incluant une fonction de refroidissement intégrée, offrant ainsi une conception modulaire optimisée en termes de coût, de poids et de conditionnement.

« Cela réduit considérablement le nombre de composants et d’étapes d’assemblage, » a déclaré le Professeur Stefan Pischinger, CEO du Groupe FEV. « Le procédé d’extrusion choisi pour la structure en T à fonctions intégrées assure une flexibilité élevée, ce qui offre des capacités d’adaptabilité très intéressantes pour une réduction des coûts réussie. Par ailleurs, cette conception compacte permet d’empiler plusieurs modules. »

Les cellules sont fixées aux deux côtés de la structure en T à l’aide d’un adhésif thermo-conducteur. L’application d’un revêtement par poudre permet d’assurer l’isolation électrique des cellules sur le support en T. L’épaisseur de ce revêtement et celle de l’adhésif thermo-conducteur sont prévues de sorte que la résistance de contact thermique entre le flux de refroidissement et les cellules de la batterie soit réduite au minimum.

Pour compenser les éventuelles tolérances des cellules sur la longueur de la structure en T et pour isoler électriquement les logements des cellules de batterie les uns des autres, chaque cellule est séparée par une mousse de compression autocollante. Puis, pour fixer mécaniquement les packs de cellules sur le support, ceux-ci sont serrés sur toute leur longueur à l’aide de deux plaques d’extrémité, puis fixés aux embouts de la structure en T par des vis insérées à travers les plaques d’extrémité.

Couvercle de module multifonctionnel

Dans ce concept, le câblage des capteurs ainsi que les unités esclaves sont placés au centre, entre les contacts des cellules. Le flux d’air du refroidissement supplémentaire des cellules est guidé à travers le couvercle du module. Les conduits d’air sont parallèles aux unités esclaves via les « busbars ». Ainsi, le couvercle du module remplit également plusieurs fonctions visant à réduire davantage le nombre de composants individuels et le poids des modules. Cette circulation d’air dans les canaux de refroidissement situés à l’intérieur de la structure en T refroidit les cellules de la batterie par le côté et par le bas.

L’intégration du système de refroidissement dans le composant structurel optimise l’encombrement et le poids de la batterie. En outre, le système innovant de refroidissement des « busbars » permet d’atteindre des densités de puissance maximales grâce à une gestion ciblée des températures des cellules au niveau des « points chauds ».

Prestataire unique – de la conception à l’assemblage

FEV suit l’approche de la « conception pour la fabrication » et intègre les collaborateurs expérimentés issus des équipes d’assemblage et d’essais des batteries au sein de l’équipe de développement dès la phase du concept et de conception. À Alsdorf, près d’Aix-la-Chapelle en Allemagne, FEV exploite un site d’assemblage de batteries hautement flexible de plus de 1400 m², dont la production annuelle peut atteindre 1000 batteries. Ici, le portefeuille de prestations s’étend des prototypes individuels d’innovation et des batteries conceptuelles à un grand nombre d’échantillons de développement et de petites séries en lots plus volumineux. Cela s’applique aux petites batteries hybrides de 48 V jusqu’aux grandes batteries de 800 V situées sous le plancher des véhicules exclusivement électriques à batterie. L’expérience acquise dans ces domaines est directement appliquée au processus de développement de la batterie. Dès la première phase de conception, les experts en assemblage de batterie font ainsi partie de l’équipe de développement et bouclent le « cercle de développement ».

De même, l’intégration de l’expérience de l’équipe d’essais des batteries est tout aussi importante. En France, FEV a une expérience de  plus de 10 ans  en essais batteries et a créé il y a 18 mois un centre d’essais dédié aux essais batteries tout neuf à Saint Quentin-En-Yvelines.  Au nouveau centre eDLP de FEV situé près de Leipzig en Allemagne – le plus grand centre au monde de développement et d’essais de batteries haute tension, de groupes motopropulseurs électriques et d’autres composants électriques – FEV met à disposition pas moins de 70 installations pour les essais de performance, de durabilité, et les essais abusifs, entre autres, sur une surface totale de 42 000 m². Sur environ 2 500 m², 15 stations couvrent ainsi l’ensemble des essais environnementaux courants.

« Ce que nos clients apprécient particulièrement chez FEV, c’est que les services de développement dont ils bénéficient proviennent d’un seul et même prestataire » a déclaré le Professeur Pischinger. « Cela inclut le développement et la conception, l’assemblage, l’intégration véhicule, la mise en service et la calibration, les essais des composants ainsi que les systèmes complets de batterie. »

Le concept présenté a été développé, fabriqué et testé dans le cadre du projet ADVICE (ADvancing user acceptance of general purpose hybridized Vehicles by Improved Cost and Efficiency) financé par l’UE.

Pour plus d’informations sur le développement des batteries, le benckmarking, les systèmes de gestion de batteries, l’assemblage et la production chez FEV, ainsi que les essais et la validation, veuillez cliquer sur ce lien.

FEV, l’un des principaux leaders mondiaux dans le développement de véhicules et de groupes motopropulseurs pour le matériel et les logiciels, a conclu un accord à long terme avec le fournisseur de systèmes de groupes motopropulseurs électriques Hyliion afin de soutenir la conception, le développement, l’intégration et la validation de la production de leur système innovant ERX (Electric Range Extender) pour les poids lourds de classe 8.

La start-up Hyliion, basée à Austin au Texas, s’efforce de mettre au point la solution ultime pour rendre le transport poids lourd durable, grâce à son groupe motopropulseur Hypertruck ERX. Ce véhicule utilise un système de propulsion combinant un générateur embarqué de gaz naturel renouvelable (GNR) associé à une série de batteries légères pour alimenter une transmission électrique. Ce système de propulsion est optimisé pour apporter aux propriétaires de parcs de véhicules des avantages significatifs en termes de coûts et de respect de l’environnement, tout en maximisant le temps de fonctionnement du parc et en éliminant « l’angoisse de l’autonomie » susceptible d’apparaître lors de l’utilisation de véhicules électriques conventionnels à batterie dont l’autonomie et l’infrastructure de recharge sont limitées.

« La solution ERX offre aux entreprises de transport tout ce qu’elles pourraient attendre d’une solution à zéro émission de carbone durable » a déclaré Patrick Sexton, CTO d’Hyliion. « Elle possède une autonomie similaire et une accélération plus rapide qu’une solution diesel comparable, et procure un avantage significatif en termes de coût total de possession (TCO). »

Hyliion a accordé sa confiance à FEV pour ce partenariat de développement. Cette collaboration permettra de s’assurer que la conception, le développement, l’intégration et l’optimisation nécessaires à une solution de production sont réalisés conformément au business model d’Hyliion tout en respectant les standards industriels les plus stricts.

« FEV façonne l’avenir du secteur de la mobilité grâce au développement de solutions de transport neutres en carbone et performantes, connectées et sûres ; c’est pourquoi nous avons été enthousiasmés par la vision d’Hyliion en matière de transport utilitaire durable » a commenté Dean Tomazic, CTO chez FEV Amérique du Nord. « Nous sommes ravis d’avoir l’opportunité de mettre en œuvre notre expertise pour permettre au concept d’Hyliion de devenir réalité. »

En plus de contribuer au développement de la stratégie de commandes du système de propulsion, FEV assurera également l’intégration au véhicule des fonctions ADAS des équipementiers, des commandes, des interfaces conducteur et autres, faisant de FEV un partenaire de choix pour le développement complet de véhicules pour l’ensemble des applications de mobilité. Grâce à sa grande expertise, FEV fournit à ses clients et à la société des technologies de pointe pour des solutions de mobilité totalement innovantes.

Dans le cadre du plan France Relance, FEV France vient d’investir dans un banc d’essai dédié aux essais systèmes sur piles à combustible pouvant atteindre jusqu’à 200 kW. En parallèle, la société a modifié deux bancs d’essai pour le développement de moteurs thermiques utilisant l’hydrogène comme carburant sur son site de Saint-Etienne-du-Rouvray (Seine Maritime). FEV France fait, en effet, partie des huit lauréats du secteur automobile sélectionnés dans le cadre du plan France Relance initié par l’Etat. Son objectif est de soutenir les investissements des entreprises référentes avec des fonds dédiés, afin d’accélérer la modernisation des filières automobile et aéronautique.

Les discussions en cours sur la diminution des émissions de CO₂ de plus de 30 % pour les poids lourds et de 50 % pour les véhicules légers d’ici 2030 font apparaître l’hydrogène comme une solution d’avenir permettant d’assurer une transition environnementale fiable pour atteindre cet objectif. Le groupe FEV – fournisseur global majeur de solutions d’ingénierie – dispose de plus de 40 ans d’expérience dans le domaine du développement des moteurs à combustion hydrogène et de plus de 25 ans dans celui des piles à combustible.

« Grâce au plan France Relance nous avions pu en début d’année 2021 valider l’extension de capacité de notre bâtiment dédié aux essais de caractérisation des batteries. » souligne Nadim Andraos, Président FEV France, Espagne et Afrique du Nord. « Aujourd’hui nous sommes heureux d’avoir l’opportunité de moderniser notre centre de Saint-Etienne-du-Rouvray qui sera ainsi en mesure de tester et développer les technologies futures dont celles liées à l’utilisation de l’hydrogène comme carburant ».

Développement du moteur à hydrogène

Le premier banc modifié sera plus particulièrement dédié à des applications de puissances moyennes et fortes charges à l’image de bus ou de camions, alors que le second sera dédié à des applications maritimes à fortes puissances et charges.  

La solution du moteur à combustion interne à hydrogène peut être simplement mise en œuvre au sein d’infrastructures existantes. Elle présente néanmoins certains défis de développement que FEV – grâce au savoir-faire à la pointe de l’innovation de la société – relève avec succès en s’appuyant sur :

• La conception de l’agencement des chambres de combustion et des interfaces de chemises de piston pour optimiser la fiabilité et l’efficacité
• Des recherches menées en collaboration avec l’Université Technique de Rhénanie-Westphalie (RWTH) d’Aix La Chapelle sur le rôle unique de l’hydrogène au cours du processus d’injection et de mélange
• Sa collaboration avec les principaux fournisseurs du système de lubrification et d’allumage et les fabricants de bougies d’allumage
• Une meilleure ventilation du carter contre l’accumulation de H2
• Un système de prototypage rapide de contrôle pour développer des fonctionnalités logicielles adaptées au moteur H2 et ainsi obtenir des performances transitoires optimisées et des faibles émissions de Nox

Développement de la pile à combustible

En plus de 25 ans, FEV est devenu la référence en matière de développement de solutions de pile à combustible pour diverses applications. Parmi les compétences de la société en termes de développement à 360° de systèmes de piles à combustible figurent des activités globales d’analyse comparative pour fournir aux clients des évaluations complètes des véhicules, des composants et des systèmes de pile à combustible eux-mêmes. Le groupe a même créé une base de données d’installations de systèmes de piles à combustible, régulièrement mise à jour qui comprend le contrôle du système de piles à combustible au niveau du système, du sous-système et de l’actionneur. Pour la simulation du système et des contrôles, l’approche modulaire de FEV facilite l’adaptation des logiciels à une large variété de systèmes et de topologies. Grâce à cette démarche innovante, notre équipe est à même d’identifier le meilleur système de pile à combustible pour chaque application et de développer une stratégie personnalisée pour chaque client.

Le banc d’essai dédié aux tests des piles à combustible développé par FEV va permettre de tester, sur le site de Saint-Etienne-du-Rouvray, des systèmes de piles à combustible jusqu’à 200 kW. De plus, en prenant en compte, la globalité des systèmes de tests de FEV, des essais jusqu’à 400kW sont possibles.

Le portefeuille de compétences en termes de développement de pile à combustible comprend :

• La conception des systèmes de piles à combustible en interne. FEV fournit des solutions de piles à combustible sur mesure comprenant l’intégration véhicule
• Le logiciel FCCU IP complet développé en interne et des solutions boîtes blanches pour le hardware et le software
• Une approche d’analyse comparative structurée afin de fournir une connaissance profonde et des analyses précieuses
• Des essais de durabilité, environnementaux et de performance depuis la cellule jusqu’au au niveau du système

La date de démarrage des futurs projets clients est prévue autour de mars 2022 en ce qui concerne les bancs modernisés et autour de septembre 2022 pour le nouveau banc. Ces bancs offriront également la possibilité de répondre aux demandes des marchés adjacents à l’automobile, à l’image du domaine maritime et de l’aéronautique.

La construction et l’exploitation de ces nouveaux moyens d’essais permettront de sécuriser une quinzaine d’emplois directs ou indirects en France en considérant à la fois les équipes techniques, commerciales et managériales. A noter que le projet s’inscrit parfaitement dans la politique régionale de la région Normandie qui souhaite développer un écosystème fort autour de l’énergie hydrogène mais aussi de la politique française et européenne de transition énergétique visant à décarboner les industries.

Visitez aussi nos solutions ici : https://www.fev-sts.com/testing-solutions/fuel-cell-test-bench.html

Et contactez-nous pour tous vos projets de développement de nouvelles mobilités: https://www.fev.com/en/france.html

Saint Quentin En Yvelines, October 2021 – FEV France, member of France Hydrogène, participates in the HyVolution exhibition, the most important hydrogen event in France. FEV, one of the globally leading engineering providers, will showcase its solutions at Booth E15 on 27-28 October.  At HyVolution, 200 key players in the hydrogen sector are covering a broad value chain to address all energy, industry and mobility related challenges, including production, distribution, storage, services and solutions for CO₂-neutral hydrogen markets.

FEV is a leader in fuel cell and hydrogen engine technologies development. The company’s solutions have already been successfully applied to the automotive, bus, truck, off-road, marine, rail and aeronautical markets. FEV is involved in the entire process, from the definition of the concept, through integration in the vehicle, to production. This includes:

• Benchmarking
• Simulation
• Design
• Safety systems
• Software development
• Calibration, testing and certification 

At HyVolution, FEV will showcase two examples of the company’s hydrogen solutions.

BREEZE

FEV developed a fuel cell range extender and integrated it into an electric subcompact vehicle, a Fiat 500, despite its limited available space for the installation of the system. The development was supported by the German region of North Rhine-Westphalia and the European Union.

Benchmarking

FEV’s benchmarking experts carried out a study analyzing each component, system, and sub-system of the Toyota Mirai to provide in-depth knowledge on the vehicle’s solutions, how and why the work. To understand its operation even better, test campaigns on each component have been conducted, too. At FEV’s booth, a so called exploded view of the fuel system is on display.

GCK and FEV partnership: En route to the Dakar Rally

FEV supports French Green Corp Konnection (GCK) to design, develop and integrate its own high-power fuel cell system, whose capacity will be demonstrated in motorsport before being deployed in other industrial applications. This announcement confirms the determination of both partners to become major players in the transition to zero-emission mobility.

On March 25, 2021, the two companies signed an agreement to develop an on-board fuel cell system with a capacity of 200 kW, one of the most powerful units on the market. The development of this fuel cell system will initially accompany the breakthrough project launched in January during the Dakar Rally by GCK Motorsport, GCK’s sports and media flagship. This project will become the first to present a hydrogen-powered vehicle in demonstration mode in January 2022 before entering the competition in 2024. With this step, the team led by Guerlain Chicherit supports the organizer of the Dakar Rally, ASO, in its commitment to promote an environmentally sustainable event.

FEV France investments thanks to France Relance Plan

Within the framework of the France Relance recovery plan, FEV France has recently invested in a test bench dedicated to fuel cell system tests that can reach up to 200 kW. Also, at its Saint-Etienne-du-Rouvray (Seine Maritime) site, the company has modified two engine test benches to make them compatible with testing of thermal engines using hydrogen as a fuel. FEV France is one of the winners in the automotive sector selected as part of this project initiated by the French government. The project’s objective is to support the investments of leading companies with dedicated funds, in order to accelerate the modernization of the automotive and aeronautics industries and preserve know-how and skills around ecology, competitiveness and cohesion.

– FEV France, membre de France Hydrogène, participe à HyVolution, le salon référent en matière d’hydrogène en France. FEV, l’un des principaux fournisseurs d’ingénierie au monde, présentera ses solutions sur le stand E15 les 27 et 28 octobre prochains.  HyVolution regroupe 200 acteurs clés du secteur de l’hydrogène qui couvrent une vaste chaîne de valeur pour relever tous les défis liés à l’énergie, à l’industrie et à la mobilité, y compris la production, la distribution, le stockage, les services et les solutions pour les marchés de l’hydrogène neutre en CO₂.

FEV est un leader dans le développement de technologies de piles à combustible et de moteurs à hydrogène. Les solutions de l’entreprise ont déjà été appliquées avec succès aux marchés de l’automobile, des bus, des camions, du off-road, de la marine, du ferroviaire et de l’aéronautique. FEV intervient sur l’ensemble du processus, de la définition du concept, en passant par l’intégration dans le véhicule, jusqu’à la mise en production. Cela comprend :

•           Le benchmark

•           La simulation

•           Le design

•           Les systèmes de sécurité

•           Le développement de logiciels

•           La calibration, les essais et l’homologation

À HyVolution, FEV présentera deux exemples de solutions hydrogène développées par le groupe.

BREEZE

FEV a développé un prolongateur d’autonomie à pile à combustible et l’a intégré dans un véhicule électrique (Fiat 500), de la classe des sous-compactes, malgré son espace disponible limité pour l’installation du système. Le développement a été soutenu par la région allemande de Rhénanie du Nord-Westphalie et l’Union européenne.

Benchmark

Les experts en analyse comparative de FEV ont réalisé une étude de chaque composant, système et sous-système de la Toyota Mirai afin de fournir des connaissances approfondies sur les solutions du véhicule. Pour mieux comprendre son fonctionnement, des campagnes de test sur chaque composant ont également été menées. Sur le stand FEV, une vue dite éclatée du système d’alimentation en carburant est exposée.

Partenariat entre GCK et FEV : en route vers le Rallye Dakar

FEV accompagne le groupe français Green Corp Konnection (GCK) pour concevoir, développer et intégrer son propre système de pile à combustible forte puissance, dont la capacité sera démontrée dans le sport automobile avant d’être déployée dans d’autres applications industrielles. Cette annonce confirme la détermination des deux partenaires à devenir des acteurs majeurs de la transition vers la mobilité zéro émission.

Le 25 mars 2021, les deux sociétés ont signé un accord pour développer un système de pile à combustible embarqué d’une capacité de 200 kW, l’une des unités les plus puissantes du marché. Le développement de ce système de pile à combustible accompagnera dans un premier temps le projet de rupture lancé en janvier lors du Rallye Dakar par GCK Motorsport, la vitrine sportive et médiatique de GCK. Ce projet présentera le premier véhicule à hydrogène en mode démonstration en janvier 2022 avant d’entrer en compétition en 2024. Avec cette étape, l’équipe dirigée par Guerlain Chicherit soutient l’organisateur du Rallye Dakar, ASO, dans son engagement à promouvoir un événement durable sur le plan environnemental.

Investissements de FEV France grâce au Plan Relance France

Dans le cadre du plan France Relance, FEV France vient d’investir dans un banc d’essai dédié aux essais systèmes sur piles à combustible pouvant atteindre jusqu’à 200 kW. Par ailleurs, sur son site de Saint-Etienne-du-Rouvray (Seine Maritime), l’entreprise a modifié deux bancs d’essais moteur traditionnel pour les rendre compatibles à la réalisation d’essais sur les moteurs thermiques utilisant l’hydrogène comme carburant. FEV France est l’un des lauréats du secteur automobile sélectionnés dans le cadre de ce projet initié par le gouvernement Français. L’objectif du projet est de soutenir les investissements d’entreprises référentes avec des fonds dédiés, afin d’accélérer la modernisation des filières automobile et aéronautique et de préserver les savoir-faire et les compétences autour de l’écologie, de la compétitivité et de la cohésion.

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A bientôt !

Les dispositifs de stockage d’énergie sont essentiels dans le développement des véhicules électriques à batterie. Grâce à son Energetic Layout Tool, le fournisseur de services d’ingénierie FEV propose désormais une solution capable de générer rapidement et facilement des packs de batteries virtuelles. Axé sur l’automatisation, l’outil peut concevoir et comparer un grand nombre de concepts sans trop d’efforts, ce qui permet de réduire considérablement les coûts de développement : il permet d’évaluer les premières ébauches de concepts et de valider les décisions relatives aux concepts fondamentaux en l’espace de deux semaines seulement.

Bien que les programmes de tableur soient souvent utilisés pour la conception de batteries et l’extrapolation au niveau des cellules et des modules, ces méthodes atteignent rapidement leurs limites en raison du grand nombre de facteurs à prendre en compte et de la complexité croissante des projets. 

En tenant compte des exigences de qualité les plus élevées, l’Energetic Layout Tool rend le processus d’ingénierie de FEV pour les systèmes de batterie haute tension particulièrement efficace, car seules les données de base doivent être saisies – comme les limites de tension, la capacité, le poids, les dimensions ou les performances.

Combiné à une sélection préalable de cellules et à certains paramètres de conception, tels que la distance entre les cellules voisines et la disposition spatiale, l’outil génère dans un premier temps des configurations de modules de batterie virtuels réalisables. Il est ensuite possible de créer des packs de batteries virtuels complets en tenant compte de paramètres de conception supplémentaires. L’outil calcule les caractéristiques essentielles du concept concerné à chaque étape ; à savoir les dimensions, la densité d’énergie gravimétrique et volumétrique, la puissance électrique, etc. 

« Avec l’Energetic Layout Tool, nous sommes en mesure de calculer, concevoir et comparer un large éventail de concepts différents pour nos clients », indique Michael Stapelbroek, Vice-président électronique et électrification au sein de FEV. « Ce type de projets de développement est souvent soumis à une pression considérable. Outre un gain de temps important pouvant aller jusqu’à un facteur  trois en raison de son degré d’automatisation élevé, notre outil peut également réduire les coûts de développement. » 

L’outil permet d’afficher les packs de batteries, les modules et les cellules sur un graphique en 3D et de les comparer au volume de conditionnement disponible dans un véhicule donné. Il est possible de définir des exigences élevées et de les analyser automatiquement en fonction des caractéristiques des packs de batteries virtuels. Les résultats sont ensuite générés sous forme de présentation sur simple pression d’un bouton pour faciliter le reporting.

Une autre caractéristique intéressante de l’Energetic Layout Tool est qu’il permet d’avoir une vision complète et globale de la batterie. Diverses cellules de batterie – généralement entre 15 et 25 – avec des formats différents (cellule ronde, prismatique, poche) sont prises en compte. Il est capable de générer une version électrique ou géométrique, mais aussi de mettre les deux versions à disposition simultanément. Cela permet d’éviter les imprévus qui pourraient résulter de l’exclusion d’un critère par rapport à un autre et entraîner des retards onéreux.

Le couplage de l’Energetic Layout Tool avec la base de données complète des cellules de FEV constitue un autre avantage pour les clients. Cette base de données est régulièrement mise à jour et contient des données portant sur plus de 1 000 cellules de batteries de composition chimique et de conception différentes. Elle contient également des données d’implantation pour un large éventail d’applications. Ainsi, l’Energetic Layout Tool génère toujours la meilleure solution possible, garantissant des résultats bénéfiques aux clients de FEV.

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FEV Consulting dirige depuis 2018 l’étude « Drivetrain in Transition » pour le compte de la VDMA (l’association des fabricants allemands de machines et d’équipements), le plus grand réseau et porte-parole de l’ingénierie mécanique en Allemagne et en Europe. Cette étude souligne régulièrement les évolutions et les potentiels de l’industrie automobile. Ses résultats les plus récents sont basés sur les scénarios en vigueur pour l’électrification des voitures de tourisme et des véhicules utilitaires légers jusqu’en 2040.

L’industrie automobile est en pleine transformation en raison de la législation sur les émissions, de l’interdiction des moteurs à combustion interne prévue dans certains pays et de l’électrification. Les données les plus récentes de l’étude « Drivetrain in Transition » montrent que d’ici 2040, environ 45 % des voitures particulières vendues dans le monde seront alimentées par des batteries ou des piles à combustible. D’ici là, 55 % des véhicules vendus dans le monde seront des véhicules équipés de moteurs à combustion interne, ce qui signifie que leur proportion dans ce secteur diminuera de 16 %.

Cette évolution aura un impact considérable sur la création de valeur et l’investissement dans les principaux marchés automobiles. « Les systèmes et composants électriques tels que la batterie, le moteur électrique et l’électronique de puissance, sans oublier les composants des piles à combustible, sont les premiers moteurs de croissance dans le processus de transformation du secteur de la mobilité. À l’horizon 2040, nous prévoyons une augmentation d’environ 75 %, soit 403 milliards d’euros, pour les seuls composants électriques du groupe motopropulseur. Par ailleurs, la création de valeur jusqu’alors tournée vers des activités à forte intensité de production se tourne de façon significative vers des activités à plus forte intensité matérielle. La création de valeur liée à la production diminue et se déplace vers la chaîne de valeur en amont », explique Stefan Pischinger, CEO du groupe FEV.

En raison d’une législation plus stricte en matière de pollution et d’émissions de CO₂, l’étude estime que les technologies et les composants destinés au moteur à combustion interne classique seront délaissés au profit des composants destinés au groupe motopropulseur électrique. À ce titre, l’étude propose plusieurs scénarios possibles, notamment l’éventualité que les véhicules neufs équipés d’un moteur à combustion interne ne soient plus vendus en Europe d’ici 2040. Cela pourrait entraîner une baisse de 80 % des technologies de combustion conventionnelles.

« La transformation du secteur de la mobilité bat son plein. L’évolution des technologies du groupe motopropulseur se fera clairement sentir dans les années à venir, avec une part élevée de véhicules électriques à batterie et de véhicules à pile à combustible. En sa qualité de pourvoyeur de technologie, l’ingénierie mécanique et industrielle est au cœur de ce développement », précise Karl Haeusgen, président de la VDMA.

Les facteurs mentionnés plus haut ont également un impact sur l’emploi dans l’industrie automobile. L’étude montre notamment que les emplois générés par les nouvelles technologies (420 000) ne compenseront que partiellement les emplois détruits dans le secteur des technologies matures et conventionnelles (580 000). S’il parvient à tirer parti des opportunités offertes par cette évolution, le secteur de l’ingénierie mécanique pourra conserver ses 55 000 emplois dans le secteur des groupes motopropulseurs automobiles.

Des emplois supplémentaires seront créés dans les processus en amont de la chaîne d’approvisionnement, par exemple dans le traitement des matières premières pour les cellules de batterie. Les investissements nécessaires en matière d’infrastructures, comme les stations de recharge ou la chaîne d’approvisionnement pour l’hydrogène, créeront de nouveaux potentiels commerciaux dans cette période de mutation. Les véhicules connectés et les services numériques ouvriront la voie vers de nouveaux secteurs d’activité, indépendamment de la transformation.

La production des transmissions du futur devrait nécessiter un volume d’investissement annuel indexé sur l’inflation d’environ 11,5 milliards d’euros en Europe. « Ce processus de transformation impose aux entreprises des défis considérables. Les fonds publics doivent être investis en amont de la chaîne de valeur, c’est-à-dire dans la recherche et l’éducation, dans la formation professionnelle et donc aussi dans les technologies de production et les produits intelligents », précise Hartmut Rauen, directeur général adjoint de la VDMA.

La condition préalable à un processus de transformation réussi est de rester ouvert à la technologie et de chercher à chaque fois la meilleure solution pour les différentes applications, au lieu de se limiter exclusivement à une seule technologie. FEV recommande donc l’utilisation de carburants synthétiques en complément de l’électromobilité afin d’atteindre les objectifs climatiques. Leur rétrocompatibilité garantit un fonctionnement neutre en CO₂ des flottes existantes équipées de systèmes de propulsion conventionnels.

Le livre blanc de FEV Vehicle Electrification and the Transformation of the Industry résume les résultats de l’étude et peut être téléchargé ici.