Composants matériels automobiles avancés qui impulsent l'innovation dans les performances des véhicules

[Monde, octobre 2023] -- Alors que l'industrie automobile mondiale accélère sa transformation vers l'électrification, l'intelligence et le développement durable, les percées dans la nouvelle génération de technologies matérielles deviennent le moteur central pour améliorer les performances des véhicules. Des matériaux légers aux capteurs haute précision, des groupes motopropulseurs efficaces aux systèmes de châssis intelligents, les constructeurs automobiles et leurs fournisseurs redéfinissent les limites de l'expérience de conduite grâce à l'innovation matérielle.

Révolution en matière de légèreté et de matériaux : double amélioration en termes de performance et d'efficacité énergétique

L'utilisation généralisée de composites en fibre de carbone, d'alliages d'aluminium haute résistance et d'alliages de magnésium permet aux véhicules de réduire leur poids de 20 % à 30 % tout en maintenant la rigidité structurelle. La dernière voiture électrique sportive de Porsche, le Taycan GT, utilise un toit en fibre de carbone complet, ce qui réduit le poids du véhicule de 15 % par rapport à la génération précédente et augmente son autonomie de 8 % ; tandis que le châssis en "ultra-résistant acier inoxydable 30X laminé à froid" du Tesla Cybertruck prend en compte à la fois légèreté et résistance aux impacts balistiques grâce à l'innovation matérielle. Selon des rapports de l'industrie, d'ici 2027, la taille du marché des matériaux légers dépassera 120 milliards de dollars américains, avec un taux de croissance annuel composé de 9,3 %.

Évolution du groupe propulseur : la "compétition de performance" entre les moteurs à combustion interne et les entraînements électriques

Dans le domaine des moteurs à combustion interne, le dernier système d'injection directe de carburant hydrogène de Bosch augmente l'efficacité thermique à 44 %. Associé à la technologie de suralimentation à géométrie variable (VGT), la puissance des camions équipés de ce système augmente de 18 % et les émissions de carbone diminuent de 30 %. Dans la voie de l'électrification, les modules de puissance en carbure de silicium (SiC) sont devenus le point focal : la plate-forme "e-platform 3.0" de BYD pousse l'efficacité du moteur à 97,5 % grâce aux onduleurs SiC, et avec une plate-forme haute tension de 800 V, elle réalise un gain de 150 kilomètres d'autonomie après seulement 5 minutes de charge. En même temps, les données mesurées de la batterie à état solide de Toyota montrent que sa densité d'énergie a atteint 2,5 fois celle des batteries lithium traditionnelles, et le processus de production de masse est avancé de deux ans.

Châssis intelligent et système de contrôle par fil : redéfinir la limite de contrôle

Le "système de commande par fil de nouvelle génération" lancé par Continental supprime la connexion mécanique, et le rapport de direction peut être ajusté dynamiquement en temps réel. Associé à l'examen de la route 500 fois par seconde par la suspension active, le véhicule peut basculer sans transition entre le mode piste et le mode confort. L'électronique différentielle à glissement limité sur le supercar hybride Mercedes-Benz AMG E peut terminer le vecteur de couple en 10 millisecondes, augmentant la vitesse de virage de 12 %. Des experts de l'industrie ont souligné que la maturité de la technologie de commande par fil a ouvert la voie à la conduite autonome de niveau L4 - la Cadillac Celestiq 2024 prend désormais en charge les mises à jour OTA pour le châssis matériel.

« Course aux armements » entre les capteurs et le matériel de calcul

Le puces NVIDIA DRIVE Thor intègre la conduite autonome, l'interaction en cabine et le contrôle du véhicule avec une puissance de calcul de 2 000 TOPS, et prend en charge 18 caméras pour traiter simultanément des vidéos en 8K ; tandis que Mobileye EyeQ6 augmente l'efficacité énergétique de 3 fois grâce à un processus de 5 nanomètres. Les mises à niveau matérielles favorisent directement la mise en œuvre des fonctions : le système NGP urbain du Xiaopeng G9 repose sur 12 radars ultrasonores, 5 radars millimétriques et des radars laser doubles, et le délai de prise de décision dans des conditions routières complexes est réduit à moins de 80 millisecondes. L'agence d'analyse de marché Yole prévoit que la taille du marché des LiDAR automobiles dépassera 6,2 milliards de dollars américains en 2025.

Perspectives de l'industrie

"L'innovation matérielle casse le plafond de performance traditionnel," a déclaré le responsable des affaires automobiles de Roland Berger, une société de conseil renommée mondialement. "Lorsque l'entraînement électrique au carbure de silicium, les batteries à état solide et l'architecture de calcul central créent une résonance technique, les cinq prochaines années verront les véhicules électriques avec un accélération de 0 à 100 km/h en 2 secondes et une autonomie de plus de 1 000 kilomètres devenir courants." Avec la présentation de plusieurs concept cars au Salon de l'Automobile de Munich et au CES, cette révolution de performance pilotée par le matériel est passée du laboratoire au marché de consommation, réécrivant les règles des déplacements mobiles.