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Efficient Dynamics, les technologies BMW qui réduisent les émissions polluantes

Durant les années 2000, BMW a créé une division spéciale chargée de mettre en place de nouvelles technologies visant à optimiser l’efficience de ses véhicules. Les travaux de cette division technique ont abouti à l’élaboration d’une nouvelle stratégie baptisée BMW Efficient Dynamics. Cette stratégie vise principalement à réduire la consommation de carburant et les émissions polluantes. Elle repose sur 4 piliers : l’optimisation de la gestion énergétique, la réduction du poids des véhicules, l’amélioration de l’aérodynamisme, et l’optimisation des éléments mécaniques. Voici donc un aperçu des principales technologies développées dans le cadre de la stratégie BMW Efficient Dynamics.

La technologie BMW TwinPower Turbo

Fruit d’un long processus de développement, la technologie BMW TwinPower Turbo est sans aucun doute la pierre angulaire de la stratégie Efficient Dynamics. Utilisée aussi bien pour les moteurs essence que pour les moteurs Diesel, cette technologie repose sur deux principes : la réduction du poids et l’amélioration du rendement des moteurs. Pour réduire le poids, les ingénieurs de développement augmentent la part des matériaux légers utilisés dans le processus de construction des moteurs (comme le magnésium et l’aluminium par exemple). D’un autre côté, pour optimiser le rendement des moteurs, ils associent une gestion variable de la charge (air d’admission) avec de nouveaux systèmes d’injection et de distribution plus efficaces.

Parmi les systèmes utilisés pour améliorer le fonctionnement des moteurs BMW TwinPower Turbo citons le système de calage variable des arbres à cames VANOS, le système de distribution variable Valvetronic, et le système de suralimentation à géométrie variable. Les moteurs BMW essence sont dotés du système d’injection direct HPI (High Precision Injection) tandis que les moteurs Diesel sont équipés d’un nouveau système d’injection à rampe commune. Par ailleurs, tous les moteurs de la gamme BMW TwinPower Turbo adoptent une architecture modulaire avec une cylindrée unitaire de 500 cc.

La technologie BMW eDrive

BMW eDrive est une technologie d’entrainement utilisée exclusivement pour les nouveaux modèles électriques de BMW notamment pour la gamme BMW i et les véhicules hybrides rechargeables déclinés des modèles de série. La technologie eDrive a été développée initialement pour la BMW i3 et la BMW i8 avant d’être généralisée sur les autres modèles électriques. Les composants clés de cette technologie sont :

•    Le moteur électrique synchrone

•    L’électronique de puissance.

•    La batterie BMW haute performances lithium-ion.

•    Le système de gestion intelligente des flux d’énergie.

Le système eDrive fonctionne en parfaite synchronisation avec les moteurs thermiques de la gamme BMW TwinPower Turbo grâce à une gestion électronique optimisée.

Les boites de vitesses automatiques Sport Steptronic

Les nouvelles boites de vitesses automatiques de BMW sont conçues de manière à optimiser les passages de vitesses et l’agrément de conduite. L’étagement des rapports est donc plus serré, ce qui permet de réduire les sauts de régimes. Grâce à cette nouvelle conception, il est possible de réduire la consommation de carburant ainsi que les émissions de CO2. A titre d’exemple, la nouvelle boite automatique à 8 rapports Steptronic (8HP) - développée en partenariat avec l’équipementier ZF- permet de réduire la consommation de carburant d’environ 3%. En outre, elle adopte une architecture modulaire qui permet de couvrir une plage de couple comprise entre 220 Nm et 750 Nm. Ainsi, elle peut être monté sur de nombreux modèles BMW.

La technologie BMW BluePerformance

La technologie BMW Blue Performance est un composant important de la stratégie BMW Efficient Dynamics. Développée principalement pour les moteurs BMW Diesel, elle vise à réduire la consommation de carburant et les émissions nocives tout en augmentant la puissance et la performance des moteurs. Dans la pratique, cette technologie réduit les oxydes d’azote (NOx) émis par les moteurs Diesel sans pour autant influencer le processus de combustion. Outre le catalyseur d’oxydation et le filtre à particules, la technologie BMW Blue Performance comprend un système additionnel utilisant le procédé d’injection d’AdBlue (le catalyseur SCR ou Selective Catalytic Reduction), lequel est mis en œuvre pour réduire davantage le niveau des NOx dans les gaz d’échappement. N’ayant pas d’effet direct sur le processus de combustion interne, cette technologie permet de réduire les émissions nocives tout en préservant le rendement élevé des moteurs Diesel.

La fonction Start/Stop automatique

La fonction Start/Stop ou démarrage/arrêt permet de couper automatiquement le moteur lorsque le véhicule doit s’arrêter momentanément à un feu rouge par exemple ou dans un embouteillage. Le redémarrage automatique du moteur s’effectue dès que le conducteur relâche la pédale de frein. Cette fonction très pratique dans les milieux urbains permet d’éliminer les gaz nocifs émis durant le ralenti. Outre son aspect écologique, cette fonction permet également de réduire la consommation de carburant.

Le système de récupération de l’énergie du freinage

Dans un système d’alimentation électrique conventionnel, une quantité importante de l’énergie est gaspillée parce que l’alternateur fonctionne de manière continue pour recharger la batterie, indépendamment du fait que cela soit réellement nécessaire. Le système de récupération de l’énergie du freinage développé dans le cadre de la stratégie BMW Efficient Dynamics permet de pallier à cet inconvénient. En effet, dès que le conducteur relâche la pédale d’accélérateur, un générateur monté sur l’essieu arrière est actionné afin de récupérer une partie de l’énergie cinétique, laquelle est habituellement non exploitée lors de la décélération ou du freinage. Cette énergie est ensuite stockée dans la batterie et réinjectée dans le circuit électrique du véhicule. Inversement, lorsque le conducteur accélère, l’alternateur est désaccouplé du moteur par le biais d’un système de roue libre. De cette manière, la poussée est optimisée lors des accélérations tout en réduisant la consommation d’énergie.

Le Système de direction assistée électrique EPS

Dans les systèmes de direction conventionnels, l’assistance est fournie par une pompe hydraulique qui utilise l’énergie mécanique du moteur pour garder en permanence le liquide hydraulique sous pression, même lorsque l’assistance n’est pas requise (sur autoroute par exemple). Il s’agit donc d’une énergie gaspillée qui peut bien servir pour d’autres fonctions. Par contre, le système de direction assisté électrique EPS (ou EPAS) -développé en partenariat avec certains équipementiers- ne consomme de l’énergie que lorsque le conducteur manipule le volant. En effet, la position et le couple de la colonne de direction sont détectés en permanence par des capteurs électroniques. Les signaux sont ensuite envoyés à un module électronique qui applique le couple d’assistance adapté par le biais d’un moteur électrique monté sur la crémaillère de direction.

La construction légère intelligente BMW EfficientLightweight

La construction allégée est un concept mis en œuvre depuis plusieurs décennies par les constructeurs automobiles. Chez le constructeur bavarois, ce concept est baptisé « BMW EfficientLightweight » ou construction légère intelligente BMW. Il s’agit d’un élément clé de la stratégie BMW EfficientDynamics visant à optimiser le poids des véhicules BMW sans compromettre la rigidité du châssis et de la carrosserie. En effet, les ingénieurs de développement adoptent de nouveaux alliages à la fois légers et résistants tels que les alliages d’aluminium, de magnésium et d’aciers à haute résistance. De plus, certains éléments de la carrosserie sont construits en plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC) ou de thermoplastiques à haute résistance. Par ailleurs, outre le design sportif, l’aérodynamisme des nouveaux modèles BMW est optimisé par l’adoption de nouveaux systèmes tels que les volets d’air pilotés intégrés derrière les calandres, les diffuseurs aérodynamiques « Air Curtain » intégrés dans le pare-chocs avant, les volets « Air Breather » intégrés dans les passages de roue avant, et les lames aérodynamiques « Aeroblades » montées au niveau de la lunette arrière.

Conclusion

La stratégie BMW Efficient Dynamics vise à améliorer l’efficience des véhicules BMW tout en réduisant la consommation du carburant et les émissions polluantes. Elle comporte plusieurs technologies visant à optimiser le rendement des groupes motopropulseurs, la gestion de l’énergie, l’aérodynamisme, et le poids des véhicules BMW.