« Plateforme » est capitale car elle permet aux constructeurs ayant plusieurs marques de réduire les coûts de développement en termes de conception et de fabrication. Dans le cadre de la formation Ingénieur, ce prototype de plateforme est un bon support pour appréhender cette notion de mutualisation technologique et de conception modulaire. Cela sera aussi important dans les véhicules intermédiaires et cette plateforme pourra aider les futures équipes à comprendre les enjeux d’une « Plateforme » et en particulier ceux de la mutualisation technologique et industrielle. Dans le cadre de la formation pour des Designers produit mobilité, cette plateforme est dédiée à être un support pédagogique pour l’aménagement intérieur et design extérieur. Elle permet aussi de vivre une expérience dynamique d'usage à faible vitesse. Enfin, cette plateforme aura aussi vocation de promouvoir auprès des écoles primaires, collèges et lycées un mode de transport alternatif dans l’esprit de l’eXtrême Défi. Pour réaliser le prototype, le projet a été développé par des projets étudiants de 5ème année de 2022 à 2025, des étudiants de la spécialité Ingénierie Conception en Mode Projet de 2023 et 2026, et 2 stages ingénieur (bac+4) durant l’été 2025.
Architecture générale
L’architecture retenue repose sur une plateforme à quatre roues comprenant un châssis modulaire en profilés aluminium, quatre liaisons au sol indépendantes, une direction par crémaillère piloté by wire, des moteurs-roues et un poste de conduite centralisé permettant le pédalage et la commande du véhicule. La conception a été menée selon une démarche de développement en cycle en V (Ingénierie Système), intégrant spécification, conception CAO, simulations numériques et validation.
Structure porteuse
Le châssis est constitué de profilés aluminium Bosch Rexroth. Ce choix a été motivé par la nécessité de disposer d'une structure légère, modulaire, facilement modifiable et assemblable. Des renforts ont notamment été prévus au centre pour les sièges et le pédalier ainsi que sur les côtés pour l’intégration des batteries.
Suspension
Le véhicule utilise des suspensions à double triangle associées à un combiné ressort amortisseur. Cette architecture a été retenue après étude de plusieurs solutions de suspension adaptées aux contraintes spécifiques des véhicules intermédiaires. Le coefficient de démultiplication choisi est de 0,5 afin de concilier débattement de roue et efforts transmis aux éléments de suspension. Une alternative utilisant des lames composites tirées a également été étudiée et pourra être intégrée par la suite.
Direction
Le système développé repose sur une direction par crémaillère, basée sur le système EcoSlide de Bosch Rexroth, et d’une commande par joystick pilotant un moteur accouplé au pignon de la crémaillère (Steering-By-Wire). Une première solution existante au laboratoire a été utilisé se basant sur un moteur Maxon et son contrôleur de position Epos4 réglée par le logiciel EposStudio. La commande joystick est traitée par une carte Nucleo STM32 envoyant le signal physique au controleur.
Freinage
Le système de freinage repose sur des freins hydrauliques. La poignée droite agit sur les freins arrière et la poignée gauche sur les freins avant. Chaque commande actionne simultanément les deux roues d’un même essieu.
Chaîne de traction et architecture énergétique
Le véhicule repose sur une architecture de propulsion électrique à deux roues motrices utilisant des moteurs-roues installés à l’arrière. Le principe fonctionnel retenu correspond à une architecture hybride série dans laquelle l’énergie mécanique produite par le pédalage est convertie en énergie électrique puis utilisée pour l’alimentation des moteurs.
Les études menées ont conduit au choix de moteurs-roues Grin Technologies All-Axle V3. Ce choix a été motivé par la compatibilité avec un montage en porte-à-faux, la disponibilité commerciale, la présence d’un capteur de couple et de pédalage intégré et la compatibilité avec des architectures ouvertes de contrôle moteur.
Contrôle moteur et électronique de puissance
Le contrôle moteur repose sur des contrôleurs VESC 6 MK VI électionnés pour leur caractère open source, leur compatibilité avec différents moteurs, leur flexibilité logicielle et leur capacité d’évolution pour les développements futurs du projet.
Une architecture de commande intégrant une carte Arduino a été développée afin d’assurer la lecture des informations issues du pédalier, la gestion simultanée des deux moteurs et l’implémentation de stratégies de contrôle spécifiques au fonctionnement hybride série.
Interfaces utilisateur
Le système prévoit l’exploitation du signal de couple issu du pédalier et du capteur intégré au moteur All-Axle afin de piloter la traction en fonction de l’effort fourni par l’utilisateur. Le principe a été validé sur banc d’essais.
Batterie
L'architecture électrique du véhicule repose sur un système batterie 48 V. Plusieurs solutions commerciales (Grin, EM3EV, Unit Pack Power et Atwey) ont été analysées au regard des besoins du projet et des contraintes associées au pédalage hybride série et à la récupération d'énergie par freinage régénératif. L’analyse comparative a été menée sur la capacité énergétique, la masse, les cellules utilisées, les possibilités de recharge et les capacités attendues de récupération d'énergie. À l'issue de cette étude, la préférence du projet s'est portée sur une batterie développée par Atwey du fait de sa forte capacité de charge, sa faible masse au regard de sa capacité, sa compatibilité avec la récupération d'énergie liée au pédalage et au freinage régénératif et la possibilité de fonctionnement en parallèle de plusieurs batteries.
Fichier Véhicule (AAP Ideation) : Fichier Véhicule (AAP Proto) : Rapport final AAP prototypes XD Novacycle.pdf Fichier Véhicule (AAP Indus) : Fichier associé au guide de montage : Lien vers un espace de stockage des fichiers 3D : Partenaire impliqué (industriel, fablab, labo...) : EstacaLien vers un espace de stockage de la vidéo du véhicule :
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