L’Ioniq 5 a su incarner l’innovation propre au premier véhicule électrique dédié de Hyundai Motor Company grâce à un design fonctionnel alliant un habitacle spacieux et une aérodynamique pensée pour l’avenir. Nous avons exploré les éléments aérodynamiques cachés derrière l’Ioniq 5.
La voiture fend l’air en permanence. Plus la vitesse augmente, plus la résistance de l’air est forte, et plus les mouvements de l’air le long de la carrosserie sont intenses. Cette interaction entre la voiture et l’air en roulant influence fortement les performances, la consommation d’énergie (électricité), la stabilité de conduite et le bruit. C’est pourquoi tous les constructeurs automobiles investissent massivement dans les études aérodynamiques qui traitent du mouvement du véhicule et des flux d’air.
Pour les véhicules électriques, l’aérodynamique devient encore plus cruciale. Augmenter la capacité de la batterie permet d’accroître l’autonomie, mais cela fait aussi grimper le prix et le poids. Autrement dit, pour qu’une voiture électrique aille plus loin avec la même batterie, il faut bien maîtriser le vent.
L’Ioniq 5 maximise l’espace intérieur en plaçant la batterie à plat sur un empattement de 3 000 mm et sous le plancher de la carrosserie.
L’Ioniq 5 est le premier véhicule électrique dédié de Hyundai Motor, un modèle qui marque le début d’un voyage vers « Progress electrified for connected living ». Pour offrir une expérience innovante digne de l’ère électrique et un espace généreux optimisé pour un mode de vie centré sur les passagers, l’IONIQ 5 bénéficie d’un long empattement de 3 000 mm (distance entre les centres des roues avant et arrière), la batterie étant placée à plat sous le plancher. De plus, un style SUV surélevé a été adopté pour maximiser l’espace en réduisant les porte-à-faux avant et arrière (distance du centre de chaque roue à l’extrémité de la carrosserie) et pour améliorer l’utilisation de l’espace.
Cependant, le confort des passagers arrière propre au style SUV, la praticité de l’habitacle, l’agrandissement du coffre et la lunette arrière haute sont des conditions quelque peu défavorables sur le plan aérodynamique. En d’autres termes, praticité et aérodynamique sont souvent inversement proportionnelles.
L’Ioniq 5 a été longuement testée en soufflerie pour optimiser ses performances aérodynamiques.
Afin de surmonter ces conditions défavorables, Hyundai Motor Company a mené de nombreux tests avec le plus grand soin, en collaboration avec tous les départements liés aux performances aérodynamiques, pendant une longue période. En s’appuyant sur un design optimisé pour l’aérodynamique, un design fonctionnel a été appliqué à l’IONIQ 5 pour compenser les défauts et le style, tout en élevant le niveau de finition. Les performances aérodynamiques sont prises en compte dans divers domaines tels que le becquet arrière – élément clé de la performance aérodynamique (la capacité à gérer l’interaction entre la voiture et l’air) –, le régulateur de flux d’air intelligent (Active Air Flap, AAF), les roues et le soubassement. Un capot en forme de coque profilée avec une assise basse, un montant A doucement incliné et la garde au sol la plus faible (hauteur entre la route et la carrosserie) par rapport à un crossover typique font également partie des éléments aérodynamiques de l’IONIQ 5.
En conséquence, le coefficient de traînée aérodynamique de l’IONIQ 5 est de 0,288, ce qui réduit la résistance à l’air d’environ 11 à 18 % par rapport à une voiture à moteur thermique de la même catégorie (coefficient de traînée : 0,32 à 0,34). Ce chiffre est similaire à celui d’autres SUV électriques (0,28 à 0,31), ce qui confirme l’excellente compétitivité de l’IONIQ 5. Nous avons examiné, dès le processus de développement du design, les éléments aérodynamiques de l’IONIQ 5 qui prenaient en compte les performances aérodynamiques.
Un élément clé du design aérodynamique : le becquet arrière
L’IONIQ 5 est un modèle qui perpétue l’héritage stylistique de la Pony, le premier modèle unique de Hyundai. La photo montre une comparaison entre le concept de la Pony et celui de l’IONIQ 5, le concept EV 45.
L’IONIQ 5 hérite de l’héritage stylistique de la Pony, le premier modèle unique de Hyundai, tout en incarnant la vision de Hyundai pour la mobilité du futur. C’est la raison pour laquelle on retrouve des traces de la Pony dans la silhouette de l’IONIQ 5, qui minimise la ligne de séparation entre les surfaces latérales concises et la ligne de caisse.
Cependant, certains inconvénients aérodynamiques subsistent, comme l’angle de la lunette arrière inclinée. En général, l’angle de la lunette arrière droite d’un SUV ou celui, plus couché, d’une berline est efficace pour les performances aérodynamiques, tandis que l’angle de la lunette arrière des modèles à hayon comme la Pony rend le contrôle du flux d’air plus difficile, augmentant ainsi la traînée. Les designers et ingénieurs de l’IONIQ 5 ont passé beaucoup de temps à développer un becquet arrière qui compense les inconvénients de l’angle de la lunette arrière pour des performances aérodynamiques optimales – essentielles pour un véhicule électrique – tout en réalisant un design qui relie le passé, le présent et le futur.
Le becquet arrière de l’IONIQ 5 est un composant clé développé pour réduire la résistance à l’air.
L’aileron arrière est un élément clé de la conception aérodynamique d’une automobile. Lorsque la voiture roule, l’air circule à gauche et à droite, ainsi que de haut en bas sur la carrosserie. À ce moment-là, l’aileron arrière réduit la force (portance) qui tend à soulever la voiture en raison de l’air circulant sous le véhicule. Parallèlement, il est contrôlé de manière à ne pas nuire à la stabilité de conduite en minimisant les tourbillons (vortex) formés par l’air qui a dépassé la carrosserie et qui se créent à l’arrière du véhicule. La réduction de la portance est souvent appliquée aux voitures hautes performances ou aux voitures de course roulant à grande vitesse, tandis que l’aileron arrière d’une voiture particulière standard vise surtout à améliorer la stabilité de conduite et l’économie de carburant en ajustant les vortex d’air. Pour cette raison, un réglage fin, comme la forme et l’angle de l’aileron arrière, est nécessaire en fonction du concept du véhicule.
L’aileron arrière de l’IONIQ 5 a été développé en mettant l’accent sur la réduction de la résistance à l’air.
Dans le cas de l’Ioniq 5, elle dispose d’un appui au sol suffisant (la force qui plaque la carrosserie de haut en bas) pour accroître la stabilité de conduite, grâce au poids du système PE (batteries et moteurs électriques) ainsi qu’à la forme avec une ligne de toit douce. En conséquence, un aileron arrière a été développé en mettant l’accent sur la réduction de la résistance à l’air. L’aileron arrière de l’IONIQ 5 est réalisé avec une conception aérodynamique optimale grâce à un processus de développement avec des ajustements fins par intervalles de 0,1°. Le fait d’obstruer la zone adjacente à l’aileron arrière joue également un rôle efficace dans le contrôle du flux d’air et la réduction de la résistance à l’air.
Ouvre et ferme la calandre selon les besoins, contrôleur de flux d’air intelligent (AAF)
Les véhicules électriques sont également équipés de calandres de radiateur pour refroidir le système PE.
Dans une voiture à moteur à combustion interne, l’air passe à travers une calandre de radiateur pour refroidir efficacement la chaleur du moteur générée pendant la conduite. Les véhicules électriques ont également besoin de refroidissement, car les moteurs électriques et les batteries génèrent beaucoup de chaleur. Basé sur la plateforme de véhicule électrique E-GMP (Electric-Global Modular Platform) de Hyundai Motor Group, l’Ioniq 5 est refroidi en pulvérisant de l’huile de refroidissement et de lubrification directement sur la bobine interne, plutôt que par la méthode conventionnelle où une ligne d’eau de refroidissement était installée à l’extérieur du moteur électrique. Les performances ont été améliorées de manière innovante. La réduction de taille et de poids grâce à l’intégration d’un moteur électrique, d’un onduleur et d’un réducteur est une nouvelle caractéristique du système PE de l’IONIQ 5.
Le contrôleur de flux d’air intelligent de l’Ioniq 5 s’ouvre et se ferme selon la situation, réduisant la résistance à l’air tout en offrant un effet de refroidissement.
L’un des principaux composants du refroidissement du système PE de l’IONIQ 5 est le contrôleur de flux d’air intelligent (AAF). L’AAF existant avait été développé pour réduire la résistance au refroidissement qui se produit lors du refroidissement du moteur via la calandre du radiateur dans un véhicule à combustion interne, et reposait sur un concept consistant à réduire la résistance en ouvrant et fermant un volet (cloison) selon les besoins de refroidissement.
L’AAF externe appliqué à l’IONIQ 5 offre une efficacité de réduction de la résistance au refroidissement élevée en réduisant le décalage par rapport à la surface du bouclier avant par rapport à un AAF classique. Lorsque la calandre est fermée pour réduire la résistance à l’air, elle forme une surface unique avec le bouclier, offrant une sensation visuelle épurée. La différence de coefficient de traînée aérodynamique entre l’AAF ouvert et fermé est d’environ 0,013, ce qui permet d’augmenter l’autonomie disponible par charge d’environ 7,3 km.
Éléments efficaces pour réduire la résistance à l’air
Les roues, qui tournent à grande vitesse, sont des zones où le flux d’air est perturbé et ont une grande influence sur la consommation des automobiles.
L’un des facteurs affectant l’autonomie d’un véhicule électrique est le pneu. Les pneus sont les seules pièces qui relient la voiture à la surface de la route, et la résistance au roulement varie selon leur forme et leur matériau, ce qui a un impact considérable sur la consommation du véhicule. La résistance au roulement du pneu peut être réduite en modifiant la disposition du pneu ainsi que la taille et la forme de la roue. L’IONIQ 5 est équipée de pneus en 235/55R 19 pouces ou 255/45R 20 pouces, et les deux types de roues minimisent la zone ouverte de la roue et présentent une surface avant plate, optimisée pour les performances aérodynamiques.
L’IONIQ 5 minimise la résistance à l’air en concevant les pneus de manière à ce qu’ils ne dépassent pas latéralement lorsqu’on les regarde de face.
De plus, la quantité d’air frappant les pneus en roulant est minimisée en empêchant les pneus de dépasser de la carrosserie lorsqu’on les regarde de face. Par ailleurs, pour minimiser la résistance générée lorsque la roue tourne à grande vitesse, l’espace entre le pneu et la roue est réduit, et l’air généré le long de la surface du pneu est conçu pour s’échapper naturellement.
Les rétroviseurs latéraux numériques appliqués à l’IONIQ 5 sont des spécifications innovantes et avancées qui réduisent la résistance à l’air en roulant tout en offrant une vue confortable.
Le Digital Side Mirror (DSM), d'abord appliqué à l'Ioniq 5, est également un élément clé pour des performances aérodynamiques optimales. La résistance à l'air générée pendant la conduite augmente proportionnellement à la surface frontale du véhicule, et les rétroviseurs latéraux des deux côtés augmentent cette traînée. Pour cette raison, les constructeurs réduisent la résistance à l'air en diminuant la taille des rétroviseurs ou en les affinant. Le DSM de l'Ioniq 5 remplace le rôle du rétroviseur par une caméra, réduisant ainsi la traînée et offrant une vision arrière dégagée, même par mauvais temps et de nuit sous une pluie battante.
Maîtrise de l'air sous la carrosserie, un soubassement soigné
L'Ioniq 5 contrôle le flux d'air en obstruant méticuleusement la partie inférieure de la carrosserie, notamment en appliquant un soubassement à l'avant et à l'arrière de la batterie ainsi qu'au longeron arrière.
En général, l'influence de la forme des parties supérieure et inférieure du véhicule sur les performances aérodynamiques est estimée à 45 % et 35 %, respectivement. Un véhicule électrique avec une batterie plate installée sous le plancher présente un flux d'air plus rapide sous la carrosserie qu'un véhicule à combustion interne. Pour cette raison, si le flux d'air introduit à l'avant et en partie basse est maintenu de manière fluide jusqu'à l'extrémité arrière de la carrosserie, la résistance à l'air peut être réduite et l'efficacité améliorée.
Afin de maximiser les avantages d'un véhicule électrique au plancher plat, l'Ioniq 5 est dotée d'un soubassement installé dans les zones avant et arrière de la batterie pour combler méticuleusement les interstices susceptibles de capter l'air. De plus, un soubassement a été appliqué au longeron arrière où sont montés la suspension arrière et le moteur électrique, permettant à l'air de s'échapper vers l'arrière du véhicule. Le soubassement arrière de la batterie et le soubassement du longeron arrière sont les premières pièces de ce type appliquées par Hyundai Motors, ce qui peut être considéré comme le résultat d'une idée innovante adaptée à un véhicule électrique dédié, jusque dans les zones invisibles.
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