News Mardi 25 mai 2021 - 12:13

La fabrication additive sort la moto électrique des villes

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L’École polytechnique de Zurich (ETH Zurich) développe une moto électrique capable de rouler à plus 160 kilomètres à l’heure et avec une autonomie de 400 kilomètres. Appelée l’Ethec City pour ETH Electric Cruiser, elle rendrait possible les longs road trip à moto électrique. L’espace disponible pour la batterie étant réduit sur les deux-roues, il a fallu optimiser son efficacité, grâce à la fabrication additive.

Recycler l’énergie du freinage

Pour réussir à développer significativement l’autonomie des deux-roues électriques, l’équipe d’étudiants suisses souhaite réutiliser les 80 % de pertes d’énergies durant les freinages. Pour ce faire, les étudiants ont placé la batterie à l’avant du véhicule. L’enjeu de cet innovation est de réussir à préserver la batterie des hautes températures auxquelles elle est soumise quand elle récupère l’énergie du freinage. « Le refroidissement de la batterie dans les véhicules électriques est généralement réalisé à l'aide d'un liquide de refroidissement qui s'écoule le long des cellules à travers un tuyau ou un tube », explique le docteur Josef Mayr, responsable du groupe de simulation thermique chez Inspire AG et coordinateur du projet Ethec. « L'inconvénient de cette méthode est que seul un contact ponctuel ou linéaire est réalisé et que le contact direct avec les cellules n'est pas réellement atteint. » Compte tenu de l'espace limité au milieu du cadre de la moto, un seul concept était finalement possible : l'encastrement complet de toutes les cellules de la batterie dans un bain d'huile. Les étudiants ont utilisé la fabrication additive directe pour les prototypes. Pour la réalisation de ses pièces, les étudiants ont été accompagnés par Sintratec et ses technologies SLA (stéréolithographie) SLS (frittage sélectif par laser) et SLM (fusion sélective par laser).

Un boîtier de batterie par fabrication additive indirecte

Pour contenir cette batterie plongée dans le bain d’huile, il a fallu concevoir un boîtier de batterie sur-mesure. Ce boîtier devait être compact, complètement étanche, tout en optimisant le contact entre chaque cellule de la batterie et le flux d’huile de silicone. Pour la fabrication de ce boîtier, l’impression 3D par frittage laser direct de métal (DMLS) n’était pas envisageable en raison de ses dimensions. L’Etech a donc demandé à Voxeljet de produire un moule par fabrication additive de sable par projection de liant. Ce moule a ensuite été utilisé pour couler la pièce dans un alliage aluminium-cobalt.

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Les rayures à l’extérieur du boîtier de batterie assurent que la chaleur provoquée par les 1 260 cellules lithium-ion soit dispersée de façon homogène. (Crédits : Voxeljet)

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