Fin de fabrication du châssis

Voici quelques photos illustrant la fin de la fabrication de notre châssis. En effet, étant pressé de tester la robustesse de notre châssis, nous avons roulé dans un premier temps avec des batteries au lithium pour l'alimentation du moteur.

Nous avons également pesé notre véhicule: 44kg comprenant le siège pilote, l'extincteur et le moteur roue intégré.


Nous manquons cependant de matériels: 

1 freinage hydraulique à disque Tektro Auriga twin (un levier de freinage pour deux étrier) avec  disque autoventillé (car les roue seront intégrée dans la coque dans le but d'obtenir un meilleur aérodynamisme) diamètre 203mm (afin d'éviter toute surchauffe dû au poids du véhicule) pour le freinage avant.
1 frein hydraulique type V-Brake pour le système de freinage arrière.
1 ceinture de sécurité 5 points minimum afin de sécuriser le pilote lors de la course.
1 paroi anti-feu 1/2h afin de cloisonner la partie moteur de l'habitacle pilote.


--> avis à nos sponsors: si vous connaissez une société susceptible de nous aider, faites nous signe ;)

Nouveau sponsors

La société DREYFUS SOMMEREISEN continue à nous soutenir en nous offrant du ruban adhésif, gants de travail, lunettes de sécurité et casque anti-bruit. Ce matériel nous est indispensable afin de répondre pleinement au règles de sécurité imposée pour la course EDUCECO.

 

Implanté de très longue date dans la région, cette société est un des leaders dans la distribution d’outillages, de produits de fixation, d’équipements techniques et de produits métallurgiques.

Nouveau Sponsor

Un nouveau sponsors est arrivé: DL Moto à Selestat

 03 88 08 77 57

En effet, DL Moto nous offre un casque intégral avec visière, une paire de rétroviseurs et un feu arrière stop. Une combinaison anti-feu nous sera également prêté pour la période de la course.

http://www.dlmoto.fr/catalogue/index.php

DL Moto se situe à Sélestat, 24 rue de la filature. Des personnes très accueillantes et professionnelles qui sauront vous conseiller dans vos réalisations. Nous les remercions tout particulièrement pour leurs aides. 

  

Etude Statique du Châssis

Nous pensions en premier lieux développer un châssis avec une structure de type "nid d'abeille" mais pour des raisons de coûts nous nous somment finalement dirigé vers une solution à base de profilés d'aluminium sponsorisé par Norcan. Pour cela, une simulation statique et dynamique assistée par ordinateur va être effectuée avec le logiciel Inventor d'Autodesk.


ETUDE STATIQUE

Nous avons prévu de construire un châssis qui respecte le cahier des charges posé par les organisateurs. Cela inclut la prévision de la place pour la pile à combustible, boite transparente des dispositifs des systèmes embarqués et la place pour le conducteur. On peut voir sur la figure 1 notre premier design.

 Figure 1 : Première Design

Les paramètres sur le châssis sont :

1) Poids du conducteur : 70 Kg

2) Poids de la pile à combustible et la bouteille d'hydrogène : 15 Kg

3) Poids des matériaux diverses (extincteur, systèmes embarqués, etc..) : 10 Kg

Simulation statique (Contrainte de Von Mises et Déformation) :

  Contrainte Von Mises

Déformation

Nous remarquons qu'on peut avoir une déformation maximale de 48,15 mm qu'on considère trop important. Un deuxième design va donc être effectué.

 FIGURE 2 : Deuxième Design

Ce design a pour but de contenir la déformation de la partie arrière de notre châssis. Cette place est prévue pour loger la pile à combustible donc la déformation de cette partie peut engendrer son endommagement. Les contraintes de Von Mises et de déformation pour ce modèle sont:

 Contrainte Von Mises

Déformation

Nous remarquons qu'il y a moins de déformation dans le compartiment de la pile à combustible. Cependant on constate une déformation trop importante sur la partie avant du châssis pouvant entrainer la rupture du châssis. Un troisième design à été réalisé pour permettre une meilleure distribution des forces.

FIGURE 3 : Troisième Design

Ce design provoque la déformation et la contrainte suivante :

 Von Mises

Déformation

Ici, on minimise la déformation en milieu de châssis qui est reportée dans la partie avant du châssis. C'est ce design qui va être implémenté.

Nouveaux sponsors

L'entreprise Menuiserie charpente BAUMANN Fabrice nous sponsorise en fournissant des plaques de contreplaqués laqués noir afin de finaliser notre support véhicule.
Cette société dont le siège se situe à Rombach-Le-Franc et l'atelier à MUNTZENHEIM: 6-12 rue Arrière  03-89-58-98-80 / 06-77-68-96-11 est multidisciplinaire:

• Menuiserie
• Charpentes
• Maison construction bois
• Parquets
• Cuisine et salle de bains
• Revêtement de sol stratifié
• Pose de porte intérieures
• Fenêtres
• Tournage sur bois

http://www.menuiserie-charpente-baumann.fr/

 

La société Vaco France nous sponsorise également en fournissant de l'outillage, essentiellement des clés plate, à pipe, six-pans, étoilé, tournevis etc.
Cet outillage sera intégré au support véhicule, nous permettant de l'avoir à disponibilité lors de notre déplacement à Toulouse pour la participation à la course EducEco.

La société Allo Incendie nous sponsorise les extincteurs type A,B et C  de 6 Kg et 1 kg afin de répondre aux exigences en matière de sécurité pour la course. 

Chassis Pre-studies

Pendant deux ans, les étudiants de l'Université de Strasbourg, et plus précisément les étudiants en Master Mécatronique et Énergie ont travaillé sur un projetconsistant à designer et construire un véhicule avec une consommation énergétique la plus faible possible. Le projet a été commencé par une équipe d’étudiant qui voulait participer au Shell EcoMarathon. Ils ont construit un châssis afin d'y implanter une pile à combustible, en étudier et optimiser le fonctionnement en condition réelle d'utilisation afin de comparer avec les valeurs simulées à l'aide du logiciel Matlab


In this past two years, Unistra students have been assigned to do a project aimed at determining the optimum way of constructing an environmental friendly vehicle. The project was started in 2012 when we, as a group of Mechatronics students decided to be a part of the Shell Eco Marathon competition. We have created a chassis with the purposes of studying real performances of a fuel cell to compare it with the simulation values obtained from Matlab. 

 

Premier Châssis

En 2013, un nouveau châssis à été étudié, conçu et réalisé car le centre de gravité du précédent châssis n'avait pas été bien fixé ce qui entrainait des vibrations à vitesse élevé. En lisant plusieurs articles sur les structures possibles d'un véhicule, une solution a été trouvée. Celle-ci étant de travailler avec une structure en nid d'abeille. Cette structure est utilisé fréquemment dans l'industrie avionique. En vérifiant les valeurs donnée par l'ordinateur, on arrive à voir que cette structure est bien meilleur pour notre châssis car moins lourd, et plus dur par rapport aux concurrents. Ce type de structure est connue pour arriver à supporter d'importantes contraintes sans se déformer.

  Earlier this year,we've started to design a new type of chassis because the first chassis was too heavy and the center of gravity was not well adjusted thus rendering the vehicle unstable at certain velocity. After a lot of reading, we came up with an ingenious solution. To reduce the weight of the chassis, we must look into a structure called "honeycomb". This structure is used frequently in aviation industry. Using the information given by the aided computer simulation, we came with a conclusion that the honeycomb structure is the best structure for our chassis. This structure would be a lot lighter than the current one.We also found out that this structure have a good resistant to deformation.

Honeycomb Structure (Design)

Honeycomb Structure (Real)

Comparaison des déformations des différentes structures :

1) Aluminium bar :Maximum Deformation = 0.083 mm

 

 2) Aluminium tube :Maximum Deformation = 0.1252 mm

3) Aluminium (Honeycomb structure) : Maximum Deformation = 0.009708 mm

En comparant ces trois structures, on constate que la structure en nid d'abeille est la plus rigide car sa déformation est minimal.
 

As we compare these three values, we conclude that honeycomb aluminium structure is the most rigid because its deformation value is the smallest.

CONCEPTION DU CHÂSSIS

Maintenant, il nous reste à concevoir le nouveau châssis en utilisant la structure qu'on a choisi précédemment. Pour minimiser le coût, on va concevoir un châssis qui n'a pas de support de base. A la place de travailler avec le montage fait par les anciens étudiants, on va construire un châssis ressemblant à un canoë. Avec ce design, notre coque sera mis en haut de cette structure est du coup, on a pas besoin de concevoir la partie basse de la coque. Cela rend notre véhicule moins cher.

Now, we would like to design a new chassis using aluminum of honeycomb structure. To decrease the fabrication price of our vehicle, we will design our cockpit in a way that it didn't need any base support. Instead of working with aluminum panels which were used in the first model, we are proposing a new design which looks like a "canoe". With this design, our cockpit can be self-supporting and no downside base support will be needed. Unlike in the first model where we needed to create the upper  and downside of the cockpit, this new design will make sure that we create just one part  to cover the entire vehicle. This render our structure to be cheaper.

Chassis Single Cockpit

L'épaisseur de ce châssis est de 15 mm et sa surface de 3 m². On a donc la valeur de sa masse par la surface qui est de 6.7 Kg/m². Cela nous donne  la masse totale du chassis qui est de 20.10 Kg, ce qui est beaucoup moins lourd que le châssis construit précédemment.

The thickness of this chassis is 15 mm and its area is 3m². We then have its mass per area which is 6.7 Kg/m². This gives us the weight of the chassis which is 20,10Kg which is a lot lighter than the first one.

Rassemblement des Matériaux (Part 1)

Nous avons obtenu un accord avec NORCAN pour nous fournir l'ensemble des profilés en Aluminium qu'il nous faut pour construire un nouveau châssis.

Nous avons rajouté une petite modification par rapport à notre modèle de châssis précédemment faite car nous avons remarqué que la pile à combustible est assez encombrante. En même temps, il faut prévoir aussi de l'espace pour mettre en place les matériels de systèmes embarqués. D'ailleurs, pour assurer la performance, il faut qu'on fixe la position de conducteur à 45° . Pour cela, il suffit juste de remplacer la chaise de notre conducteur par un dispositif d'aluminium à 45° . La place créé sous le conducteur sera donc réservée pour les dispositifs de systèmes embarqués. (Figure 1)

Figure 1

Nous avons également un accord avec la Corderie F. Weiss pour nous fournir la corde de sécurité qu'il faut qu'on mette en bas du châssis respectant ainsi le cahier des charges.

La pile à combustible fourni par l'Université de Strasbourg est achetée auprès de l'entreprise HelioCentris. On utilise le modèle de Nexa 1200 qui va nous fournir une tension variant de 20 V à 37V. La tension générée sera donc envoyé vers un hacheur qui alimentera notre moteur.

www.norcan.fr

http://www.corderie-weiss.fr

Planning (Gantt Chart)

Voici le planning qu'on envisage de respecter.
Before beginning, plan carefully   -Marcus Cicero-

Estimation Budgétaire

Dossier de Sponsoring

Participez avec nous à un défi technologique et humain : Le Challenge EducEco 2014

HARON M. Syahid
SCHWEY Thierry
M2 Mécatronique – UFR Physique et Ingénierie
Université de Strasbourg

Email : syahid.haron@gmail.com
             thierry-schwey@hotmail.fr  

Téléphone : 06 02 53 44 94
                    06 07 06 59 25

Introduction

Nous sommes étudiants en Master Mécatronique et Energie (2ème année) en vue d’obtention de notre diplôme, voulant participer en course de voiture écologique pour notre projet de fin d’étude.

Ce dossier est destiné aux diverses entreprises, organismes public ou autres associations qui pourraient être intéressées par un partenariat dans le milieu de recherche sur l’automobile écologique.

Il comprendra la présentation de notre équipe, la description de la course EducEco et l’objective qu’on envisage à atteindre. Il s’agit donc une demande de sponsoring qui peut être matériel ou financière.

EducEco

L’EducEco est une compétition de voiture écologique organisé par l’Association pour le Développement d’Épreuves Éducatives pour l'Eco-mobilité (AD3E).

L’association a pour but de créer des épreuves éducatives à caractère environnemental encourageant l’épanouissement de projets concrets issus des enseignements technique et professionnel.

La compétition se déroulera à Colomiers (31770).

Elle aura lieu le 29 Mai 2014 jusqu’au 31 Mai 2014.

La compétition se divise en deux catégories :-

1)    Prototype

2)    Eco-Citadin

On va participer dans le groupe de prototype. On a choisi d’utiliser la pile à combustible à hydrogène comme notre source d’énergie.

                                             

L’Equipe

L’équipe est composée de 4 étudiants de Master 2^ème année en Mécatronique et Energie à l’UFR Physique et Ingénierie de Strasbourg. On se divise en deux micro – équipes qui traitent les thématiques différents. 

La première équipe est chargée de faire la conception, l’analyse de la partie mécanique de la voiture et de faire la simulation assistée par ordinateur pour assurer le meilleur choix de matériel. 

La deuxième équipe est chargée de faire l’analyse de pile à combustible, assurée sa fiabilité et de construire un dispositif de système de commande centralisé pour la voiture.

A la fin, on va rassembler toutes les composants de la voiture et il faut qu’on fasse le bilan énergétique pour qu’on puisse mettre en place un dispositif d’optimisation d’énergie pour améliorer sa performance.

De gauche à droite: JUNYU Liu, YIN Yan, SCHWEY Thierry, HARON M.Syahid

Historique

En 2006, l’UFR Physique et Ingénierie de Strasbourg a rassemblé une équipe pour participer en Eco-Shell Marathon. Elle a construit une voiture thermique nommée Elisa. 

Elisa

Ensuite, elle a participé dans plusieurs compétitions avec quelques modifications au fur et à mesure pour améliorer sa performance.

A partir de l’année 2012/2013, le responsable d’étude de formation Master Mécatronique et Énergie décide de construire une nouvelle voiture qui a un meilleur niveau de consommation pour participer au challenge EducEco.

 

L’année dernière, on a fait la conception d’une voiture assistée par ordinateur qu’on peut voir ci-dessous.

 Coque Fermée

 Coque Ouverte

Avant de construire une voiture propre, on a construit un châssis en parallèle pour faire l'optimisation de la batterie. Ça ressemble au photo ci-dessous :

 Châssis Vue 1

Châssis Vue 2

Du coup, on arrive à connaitre les paramètres importants pour l’asservissement du moteur en pile à combustible.

 Le projet et le but

Nos objectives est d’atteindre un tiers voire la moitié du record du monde de consommation pour la voiture fonctionnant en pile à combustible.

Sachant que, le record du monde a été battu en 2005 par une équipe suisse avec le résultat de 5385 km de distance par l'hydrogène équivalent à un litre de pétrole. 

La voiture s'appelle Pac-CAR II.

Pour arriver au but, on décompose le projet en trois grandes parties. La première est la partie conception assistée par ordinateur. Cela inclut les analyses des matériaux, le choix des structures et aussi les simulations des performances.

Ensuite, nous allons continuer avec la partie construction et rassemblement de plusieurs composants de la voiture respectant le cahier des charges données par l’organisateur. 

Au final, on va tester la performance de la voiture dans un circuit. A partir de ça, on peut vérifier si la voiture fonctionne comme nous l’avons prévu. Si ce n’est pas le cas, on va faire la modification nécessaire en faisant optimiser l’utilisation de la batterie.

En ce moment, le progrès du projet est de 30%. Il nous faut après de rassembler les matériels et de tester notre hypothèse.

Les contraintes qu’on envisage est de faire l’optimisation de notre voiture en fonction de notre budget limité. Il faut qu’on fasse le choix entre la performance et le cout .

Les résultats attendus sont la réussite de construire la voiture, participer aux concours, et au final d’arriver à obtenir un résultat satisfaisant au but qu’on a fixé précédemment.

Intérêt publicitaire pour les sponsors

Le sponsoring d’une voiture de course écologique permet d’utiliser le véhicule comme support publicitaire. 

Le sponsor qui participe en partie ou en totalité au budget fixé peut apposer sur la coque, le message qu’il veut faire passer, sa marque ses coordonnées ou encore l’adresse de son site internet.

Les différents impactes publicitaires sont les suivants :

 Lors des compétitions des centaines de passionnés viennent assister aux courses et leur attention est portée toute la journée sur la voiture marquée par les sponsors. Pour le public il est parfois même plus facile de suivre une auto grâce à la marque et aux couleurs d’un sponsor bien visible plutôt que par le nom du pilote.

 

L’obligation du parc fermé en fin de course permet aux visiteurs d’approcher les voitures qui ont courues toute la journée

De nombreuses photographies sont prises par les spectateurs et les membres de l’organisation de la course. Ces photographies circulent et sont exposées sur des sites internet 

Si la voiture arrive dans les premières, l’impact est encore plus fort car le pilote et sa voiture se font d’avantage remarquer lors de la remise des coupes

Conclusion

Nous espérons d’atteindre notre but fixé tout au début du projet. Avec l’aide technique des enseignants et l’aide financière et matériels des entreprises, nous sommes confiances de créer une situation gagnant pour l’université, pour notre étude et aussi pour le bien d’entreprise.

Responsabilité sociétale des entreprises, c’est possible.