11 juin 2013 RF 0195-d Fi Bosch Chaine de traction : les entraînements de demain Exposé de Rolf Bulander, Président du Comité de direction Bosch Gasoline Systems et de Markus Heyn, Président du Comité de direction Bosch Diesel Systems Intervention à l occasion du 61 ème colloque international pour la presse automobile à Boxberg en juin 2013 Seules les paroles prononcées font foi. Robert Bosch (France) SAS 32, avenue Michelet 93404 Saint-Ouen Direction de la Communication E-Mail harald.frank@fr.bosch.com Tel : + 33 (0) 1 40.10.76.70 Fax: + 33( 0) 1.40.10.72.81 Directeur de la communication Harald Frank Site presse www.bosch-press.com/f
Mesdames et Messieurs, L Union européenne a fixé les objectifs de flotte à l horizon 2020. Les propositions de la Commission européenne sont désormais officielles : 95 g de CO 2 par kilomètre. D ici deux ans, en 2015 donc, les flottes de véhicules ne devront plus émettre en moyenne que 130 g de CO 2 par kilomètre. Même si d autres espaces économiques comme les Etats-Unis ou la Chine ont eux aussi adopté des législations visant à réduire les émissions de CO 2, l objectif fixé par l Union européenne n en demeure pas moins le seuil le plus bas à l horizon 2020, et nos techniques automobiles Bosch contribueront largement à préparer les véhicules de toutes catégories pour l avenir. De nouvelles réductions de la consommation sont possibles, mais moyennant pour certaines d importants surcoûts. Mais nous ne voulons pas parler ici que de réglementations et de coûts. Nous souhaitons aborder également la question du gain émotionnel qui est perceptible. Prenons par exemple l électrification de la chaîne cinématique, grâce à laquelle l automobile procure une toute nouvelle expérience de conduite. Le couple est en effet disponible dans son intégralité dès les premiers mètres, et sur un véhicule hybride, le moteur électrique fournit un supplément de puissance au travers de l effet boost. Des solutions multiples : moteur à combustion, électrification, entraînement au gaz naturel C est essentiellement le type du véhicule qui déterminera son type de motorisation à l avenir : moteur à combustion seul ou associé à un moteur électrique. Nous considérons qu il suffira pour les petites voitures d apporter un certain nombre de 2 / 14
modifications au moteur. Alliée à un turbocompresseur et au downsizing, une technologie d injection améliorée permet de réduire les coûts et d accroître l efficacité. Pour les entraînements des véhicules de classe moyenne et haut de gamme, Bosch travaille également sur une technologie qui rendra les moteurs à la fois plus efficaces et plus propres, tout en restant abordables. Nous pensons qu il demeure possible de proposer des composants moteur perfectionnés, voire nouveaux, qui permettront d optimiser encore les procédés de combustion. Nous travaillons par ailleurs à de nouveaux systèmes autorisant une récupération efficace de l énergie de freinage par exemple, et facilitant l électrification de la chaîne cinématique. Pour la technologie d entraînement des véhicules haut de gamme, il nous faut déployer davantage d efforts pour atteindre les objectifs en matière de CO 2. Bosch développe des systèmes hybrides plug-in efficaces permettant de parcourir jusqu à 60 kilomètres en mode tout électrique, ce qui tend à réduire les rejets de CO 2, même pour les SUV. Ces systèmes engendreront des surcoûts, mais offriront aussi de nouveaux avantages. L hybride plug-in constitue en effet un atout supplémentaire pour le segment premium. Une voiture équipée de cet entraînement est presque silencieuse en mode électrique, tout en bénéficiant de l autonomie d un moteur à combustion. Le couple supplémentaire engendré par l entraînement électrique lui confère par ailleurs un plus grand dynamisme. Outre l électrification de la chaîne cinématique, Bosch mise également sur les moteurs à gaz naturel. Economes, ils peuvent équiper toutes les catégories de véhicules. La combustion du gaz naturel dégage 25 % de CO 2 de moins que celle de l essence. Nos systèmes présentent par ailleurs un grand intérêt 3 / 14
pour le client, pour de faibles coûts additionnels. Une poursuite de la croissance du marché nécessite cependant une importante extension de l infrastructure. Gros plan sur l efficacité, du downsizing au turbocompresseur Je souhaiterais à présent vous exposer plus en détail tout ce que nos composants peuvent encore apporter à la classe souscompacte. Par rapport aux véhicules affichant la plus grande efficacité dans ce segment en 2012, Bosch estime que le potentiel d économie peut atteindre 20 %. Les diesel les plus évolués n émettent actuellement que 81 g de CO 2 par kilomètre. Avec notre large gamme de produits diesel, nous réalisons d excellents scores en termes de CO 2 grâce au plus efficace des procédés de combustion. Le moteur essence le plus évolué affiche quant à lui 99 g de CO 2 par kilomètre. A partir de cette excellente base, nous estimons qu il suffira d élaborer un certain nombre de solutions liées au moteur pour atteindre les objectifs fixés par l Union européenne. Je souhaiterais vous présenter ici quelques-unes de ces solutions. Nous mettons l accent sur les moteurs essence, pour lesquels de nouveaux progrès sont indispensables. Je vais vous présenter trois solutions permettant aux petites voitures équipées d un moteur essence de respecter les valeurs de CO 2. Premièrement : une automatisation rentable de la boîte de vitesse manuelle, se traduisant par une baisse potentielle d environ 5 à 6 %. Deuxièmement : la présence d un turbocompresseur dans la catégorie sous-compacte. Le downsizing d un moteur n est possible que grâce à un turbocompresseur, avec de 7 à 8 % d économie à la clé. En association avec une injection directe essence moderne, nous obtenons 4 / 14
même une baisse de la consommation de 15 % par rapport à une injection dans la tubulure d admission. Le compresseur délivre par ailleurs davantage de couple, optimisant ainsi le déploiement de puissance. Il autorise un décalage du point de charge et une variation de la levée de soupape en vue du dévannage. Cela améliore l efficacité du moteur. Troisièmement : optimisation de la combustion en augmentant la compression en association avec un recyclage des gaz d échappement refroidis. Cette mesure efficace réduira les émissions de CO 2 d environ un dixième. Nous combinerons ces différentes possibilités avec une technique d injection directe essence ayant bénéficié de nouveaux perfectionnements. Nous pensons que les petites voitures équipées d un moteur essence émettront à l avenir moins de 85 g/km. Nous continuerons également à perfectionner les systèmes destinés aux moteurs diesel de ce segment de véhicules, par exemple au travers d une combustion plus efficace obtenue par une hausse des pressions d injection, ou via l introduction à large échelle d un recyclage des gaz d échappement à basse pression. Des produits Bosch permettront de perfectionner les moteurs diesel à fort couple, en termes de pertes de charge par frottement et d alternance de charge. A cylindrée égale, les performances augmenteront par ailleurs. Les émissions des moteurs diesel pourront ainsi être largement inférieures au seuil de 85 g de CO 2 par kilomètre. Hybride hydraulique : entraînement alternatif et grande autonomie 5 / 14
Le premier entraînement hybride hydraulique au monde destiné aux véhicules particuliers, auquel travaillent Bosch et PSA, constitue une autre possibilité d amélioration de l efficacité dans la classe sous-compacte. Il repose sur un moteur à combustion classique associé à des éléments hydrauliques et à un accumulateur de pression rempli d azote. Le système hybride peut assister les moteurs essence ou diesel lorsqu ils ne fonctionnent pas efficacement, notamment à l accélération ou en mode Stop&Go. C est surtout en ville qu il déploie ses atouts, en autorisant jusqu à 45 % de baisse de la consommation. En moyenne, la baisse s établit à 30 %. Si nous parvenons à réduire autant la consommation, c est grâce à une récupération très efficace de l énergie qui serait sinon perdue. L énergie cinétique devant être dissipée en décélération est transformée en énergie hydraulique et stockée dans le réservoir de pression. L élément déterminant est le fait que cet entraînement alternatif ne nécessite aucun pack de batterie, dont l absence permet de maintenir le poids additionnel du système à moins de 100 kg. S il est économique, l hybride hydraulique affiche surtout une grande variabilité. Son utilisation ne se limite pas aux seuls véhicules urbains ; nous le voyons en effet comme une option dans d autres segments, voire pour les utilitaires légers. Cet entraînement présente également bon nombre des avantages des voitures électriques : il peut parcourir de courtes distances sans la moindre émission et procure un plaisir de conduite accru grâce à l effet boost. Celui-ci intervient lorsque l accumulateur de pression hydraulique se décharge alors que le moteur à combustion tourne. La chaîne cinématique autorise par ailleurs un décalage du point de charge du moteur à combustion, et donc un fonctionnement dans la zone de carto 6 / 14
la plus efficace. Quant à l autonomie, elle ne suscite pas d inquiétude : cet entraînement alternatif accroît considérablement le rayon d action d une voiture en réduisant précisément sa consommation de carburant. Boost Recuperation System et eclutch : la passerelle avec le monde hybride Nous poursuivons également des objectifs similaires en matière d électrification des entraînements. Celle-ci débute par la poursuite de la standardisation des systèmes Start/Stop, qui équiperont plus de 70 % des voitures neuves vendues en Europe de l Ouest à l horizon 2017. Mais nous souhaitons également emprunter de nouvelles voies, à l image de notre Boost Recuperation System (BRS). Ce système 48 volts constitue une évolution du système Start/Stop, qui va combler le vide considérable qui existe encore entre ces systèmes Start/Stop et le monde hybride. Le BRS sera présent dans la classe compacte, où la concurrence pour les prix est particulièrement âpre. Il doit donc être à la fois abordable et efficace. Nous le garantissons grâce à une adaptation ciblée des composants : nous utilisons des composants électriques venant en renfort du moteur en délivrant une puissance de 10 kw. Avec une capacité de 0,25 kwh, la batterie est de taille compacte, mais grâce au réseau de bord de 48 volts, nous misons sur une récupération maximale de l énergie grâce au freinage par récupération. Après cinq freinages, le système aura entièrement rechargé la batterie lithium-ion. Cette énergie peut être utilisée pour alimenter les consommateurs électriques du réseau de bord et pour obtenir 7 / 14
un effet de boost, c est-à-dire pour une assistance dynamique du moteur à combustion au démarrage et à l accélération. En relation avec le BRS, je citerais également l eclutch, qui est un embrayage actionné électriquement. Dans ce cas précis, ce n est pas la boîte de vitesses qui est automatisée, mais seulement l embrayage. Le moteur peut ainsi être découplé de la chaîne cinématique lorsqu aucune énergie n est requise pour assurer la propulsion. Les automobilistes économisent ainsi du carburant, mais gagnent aussi en confort : dans les embouteillages, ils peuvent ainsi redémarrer en première et en seconde sans débrayer. A faible vitesse, l eclutch transforme pratiquement le véhicule en une voiture automatique. L embrayage électronique peut par ailleurs passer au point mort lorsque le conducteur n accélère pas, autorisant ainsi une roue libre avec Start/Stop, d où une baisse de la consommation. Le principe est simple : notre système détecte lorsque le conducteur n accélère pas en descente et débraye, empêchant ainsi l effet classique de frein moteur. La vitesse demeure constante en dépit de la pente. Les conducteurs peuvent dans une certaine mesure simuler cet effet manuellement en débrayant en descente. A l avenir, le système prendra cette fonction en charge de manière automatique. Il s agit d une approche technique ambitieuse, mais qui porte ses fruits : elle permet en effet de réduire la consommation de carburant de 7 %. Full hybride : déjà 25 % de baisse de la consommation Monsieur Bohr a clairement indiqué dans son discours d ouverture que ces systèmes hybrides de transition seraient une composante de la mobilité individuelle de demain : nous estimons qu en 2020, 12,1 millions de véhicules seront équipés 8 / 14
d une chaîne cinématique électrifiée. Face à ce scénario de mobilité, je souhaiterais vous présenter les techniques dont Bosch dispose d ores et déjà pour la génération actuelle de véhicules hybrides. Notre production monte déjà en régime, ce qui nous permet de réduire les coûts. Grâce aux systèmes full hybrides actuels de Bosch, les automobilistes peuvent en outre réduire leur consommation de 15 à 25 % dans le cadre du nouveau cycle de conduite européen. Selon la taille de la batterie, les automobilistes disposant d un système full hybride de Bosch peuvent en effet parcourir de courtes distances en mode tout électrique, sans la moindre émission ni le moindre bruit moteur. L hybride diesel réalisé par PSA et Bosch en constitue un exemple éclatant. Il associe la force d un moteur diesel perfectionné et des composants électriques économes. Les dimensions extérieures de la voiture importent peu. Bosch peut fournir un concept d entraînement complet et l adapter aux exigences de chaque véhicule, comme le montre la variété de nos systèmes techniques : pour les véhicules full hybrides, nous proposons des moteurs électriques couvrant la gamme de puissance comprise entre 20 et 40 kw. Bosch propose des batteries lithium-ion d une capacité de stockage comprise entre 0,8 et 1,5 kwh, le convertisseur continu/continu assurant le lien entre le moteur électrique et la batterie. Que la voiture à équiper d un full hybride soit une petite voiture compacte ou un break importe donc peu, car Bosch propose la solution adaptée à chaque cas. Hybride plug-in : l avenir pour les véhicules haut de gamme Cette promesse, nous la tenons également en matière d hybride plug-in. Nous avons pour ce faire perfectionné à nouveau l électrification de la chaîne cinématique. Les automobilistes 9 / 14
peuvent parcourir jusqu à 60 kilomètres en mode tout électrique, à une vitesse pouvant atteindre 120 km/h. Cela permet d obtenir jusqu à 90 % de baisse des coûts énergétiques, à condition que l utilisateur recharge bien la batterie sur une prise de courant. Mais les clients qui n auront pas rechargé la batterie avant chaque trajet profiteront eux aussi des avantages d un hybride plug-in : nous estimons que grâce à nos systèmes, l économie de carburant pourra atteindre au moins 50 % dans le nouveau cycle de conduite européen. C est pourquoi nous utilisons ici des composants électriques plus puissants. Les moteurs électriques Bosch délivrent une puissance comprise entre 30 et 80 kw, et la capacité de la batterie atteint 12 kwh. Les possibilités d utilisation vont des berlines de catégorie moyenne aux voitures de sport, en passant par les SV électrifiés. Cette modularité illustre l importance que revêtiront les hybrides plug-in à l avenir. Une électrification puissante et efficace constitue en effet la seule option possible pour respecter les objectifs en matière de CO 2 à l horizon 2020. Grâce à cette possibilité de parcourir jusqu à 60 kilomètres en mode tout électrique, les automobilistes utilisant un système hybride plug-in de Bosch seront enclins à accepter des législations environnementales encore plus ambitieuses. Electromobilité : Bosch propose une offre complète Bien évidemment, nos clients bénéficient également de cet avantage si notre technologie équipe une voiture 100 % électrique. A titre d exemple, je souhaiterais vous parler de la Fiat 500e, dont Bosch fournit la chaîne cinématique complète. Nous fabriquons donc les composants, mais nous disposons également des compétences pour les associer et proposer un 10 / 14
entraînement électrique complet. Examinons à présent ces différents composants : Grâce au moteur électrique SMG 180/120 développé par Bosch, la Fiat 500e dispose d une puissance de 80kW. Le moteur synchrone à aimants permanents constitue l élément clé de la chaîne cinématique. Il fournit un couple de 196 newtons-mètres dès le démarrage. L interface centrale entre le moteur électrique et la batterie est assurée par l électronique de puissance INVCON 2.3 de Bosch. Ce composant constitue le cerveau de la chaîne cinématique électrique. Le système transforme en effet le courant continu stocké sous forme d énergie dans la batterie en courant alternatif destiné au moteur électrique, et inversement. Plus l électronique de puissance fonctionne efficacement, plus l autonomie électrique est importante. Grâce au pack de batterie Bosch, celle-ci est de l ordre de 140 kilomètres pour la Fiat 500e. La batterie de traction se compose de cellules prismatiques d une capacité totale de 24 kilowattheures et se recharge complètement en moins de quatre heures. A bien des égards, Bosch considère la Fiat 500e comme un projet modèle en matière d électromobilité. Il démontre nos compétences dans ce domaine en tant qu équipementier, et nos capacités de développement. Je me félicite de ce que Bosch soit en mesure de fournir tous les composants de l entraînement électrique. Et je pense qu il est désormais évident que nous continuerons à tout mettre en œuvre à l avenir pour façonner l électromobilité. 11 / 14
Entraînement au gaz naturel : une alternative à l entraînement alternatif Revenons pour finir au présent et au futur proche. Bosch propose en effet un autre entraînement alternatif qui tendra à devenir une véritable alternative. Je veux parler de l entraînement au gaz naturel ou GNC. Jusqu à présent, il équipait plutôt les autobus circulant en ville et les véhicules de livraison légers. Mais à l avenir, nous le retrouverons de plus en plus souvent dans les véhicules particuliers et utilitaires, et notamment en association avec le diesel. Pour les automobilistes, le gaz naturel devient rentable à partir de 7000 kilomètres par an, c est-à-dire pour presque chacun d eux. Cela est lié au prix avantageux du gaz naturel, qui est jusqu à 50 % moins cher que l essence. Nous pouvons d ores et déjà économiser 25 % de CO 2 par rapport à un moteur essence, voire bien davantage avec du méthane produit par des installations de biogaz. A nos yeux, le gaz naturel devient de ce fait une alternative écologique et facilement disponible partout dans le monde. Aussi Bosch propose-t-il des systèmes innovants. Notre technologie au gaz naturel équipe d ores et déjà des véhicules de série du groupe VW, de GM, Fiat ou encore Tata. Nous fournissons notamment le plus petit et le plus léger des injecteurs au gaz naturel, ainsi que le capteur de température le plus rapide au monde. L ingéniosité de notre technologie réside dans sa discrétion : vous ne la remarquez pas lorsque vous êtes au volant. Sur les véhicules actuels roulant au gaz naturel, l impression de puissance ne varie pas entre le mode essence et le mode gaz naturel. Même le passage du gaz naturel à l essence ne se remarque pas. 12 / 14
Ce n est que lors des passages à la station-service que les automobilistes remarquent le système GNC de Bosch. Ils réalisent en effet des économies, même par rapport aux autres solutions au gaz naturel. Notre système Bosch démarre en mode GNC même par des températures basses, autorisant ainsi une utilisation maximale du gaz naturel bon marché. Les systèmes proposés par d autres fournisseurs nécessitent encore un préchauffage et un début de trajet dans le coûteux mode essence, sur de nombreux kilomètres. Grâce à notre technologie, les clients peuvent en revanche utiliser presque exclusivement du gaz naturel bon marché. Laissons à présent ces détails techniques de côté pour revenir au tableau d ensemble : nos entraînements perfectionnés au gaz naturel constituent une technologie de transition vers la mobilité verte. Vous pouvez dès aujourd hui acheter un véhicule équipé d un entraînement au gaz naturel signé Bosch, et vous disposerez ainsi d une voiture à la fois efficace et écologique. C est dans cette même optique que nous continuons par ailleurs à perfectionner en parallèle les moteurs à combustion. N oublions pas que Bosch travaille à rendre les entraînements électriques abordables pour tout un chacun. En d autres termes, nous fournissons aujourd hui comme demain la technologie nécessaire à la mobilité individuelle. En cela nous restons fidèles à notre slogan : des technologies pour la vie. Je vous remercie. Photo de presse: 1-UBK-19216, 1-SG-19218, 1-DS-19005_d, 1-DS-19006_e, 1-GS-19221_d, 1-GS-19220_d, 1-GS-19217_d 13 / 14
Contact presse: Agence Bleu Ciel Nathalie Dunoir Tel. +33 4 91 19 16 16 Les techniques automobiles constituent le secteur d'activités le plus important du Groupe Bosch. En 2012, le chiffre d'affaires de ce secteur s est élevé à 31,1 milliards d'euros, soit près de 59 % du chiffre d'affaires global. Bosch est l un des plus grands équipementiers automobiles au monde. Le secteur Bosch des Techniques automobiles emploie plus de 177 000 personnes, réparties en 7 grands domaines : technique d injection pour moteurs à combustion, périphériques pour la chaîne cinématique, concepts de transmission de substitution, technique de sécurité active et passive, systèmes d assistance et de confort, information et communication automobile, ainsi que prestations de service et techniques pour la rechange. Des innovations automobiles majeures telles que la gestion électronique du moteur, le système électronique de stabilité ESP ou encore la technologie diesel Common Rail sont signées Bosch. Le Groupe Bosch est une entreprise internationale leader dans les domaines des Techniques automobiles, des Techniques industrielles, des Biens de consommation et des Techniques pour les énergies et les bâtiments. Avec un effectif de plus de 306 000 personnes, le Groupe Bosch a réalisé en 2012 un chiffre d'affaires de 52,5 milliards d'euros. Le Groupe Bosch comprend la société Robert Bosch GmbH ainsi que plus de 360 filiales et sociétés régionales réparties dans près de 50 pays. En incluant les partenaires commerciaux, le Groupe Bosch est présent dans près de 150 pays. Ce réseau international de développement, de fabrication et de distribution constitue l'élément clé de la poursuite de la croissance du Groupe. En 2012, Bosch a investi environ 4,8 milliards d'euros en recherche et développement et a déposé plus de 4 800 brevets à l'échelle mondiale. Avec ses produits et services, le Groupe Bosch entend améliorer la qualité de la vie grâce à des solutions à la fois innovantes, utiles et enthousiasmantes, en proposant dans le monde entier des Technologies pour la vie. La structure particulière de la propriété de la société Robert Bosch GmbH garantit la liberté d entreprise du Groupe Bosch. Grâce à cette structure, la société est en mesure de planifier à long terme et de réaliser d importants investissements initiaux pour garantir son avenir. Les parts de capital de Robert Bosch GmbH sont détenues à 92 % par la fondation d utilité publique Robert Bosch Stiftung GmbH. Les droits de vote liés à ce capital social sont confiés majoritairement à la société en commandite Robert Bosch Industrietreuhand KG, qui exerce la fonction d'associé actif. Les autres parts sont détenues par la famille Bosch et par la société Robert Bosch GmbH. Les principales activités du Groupe Bosch sont représentées en France. En 2012, l'effectif était de 7 715 personnes et le volume d'affaires réalisé par le Groupe s'est élevé à 2,7 milliards d'euros sur le territoire national et 1,15 milliard d'euros à l'export. Pour de plus amples renseignements, veuillez consulter le site www.bosch.fr et www.bosch-presse.de 14 / 14