Des outils de précision pour composants de transmission de voiture électrique

Les voitures électriques de Formula Student imposent des exigences élevées d’alignement de transmission et de rigidité structurelle, car moteurs et réducteurs sont intégrés directement dans les roues. Dans ce contexte, HORN a accompagné l’équipe étudiante DHBW Stuttgart pour l’usinage des porte-moyeux en aluminium du véhicule « eSleek25 ».

Pourquoi la précision du porte-moyeu est déterminante
La monoplace utilise quatre moteurs électriques intégrés dans les roues de 38 kW chacun, délivrant une puissance combinée de 152 kW et jusqu’à 1 400 Nm de couple, limitée à 80 kW en compétition. Chaque porte-moyeu intègre le moteur et un train épicycloïdal, rendant la précision de positionnement critique : un défaut d’alignement entraîne une usure irrégulière des engrenages et des dommages de transmission.

Pour réduire le poids sans compromettre la rigidité, l’équipe a conçu les pièces à l’aide de simulations FEM. En raison de la géométrie complexe, les ébauches en aluminium ont été produites par fabrication additive avant usinage de finition.




De l’ébauche imprimée à la pièce micrométrique
L’usinage a été réalisé sur un centre 5 axes avec deux prises de pièce. La tolérance requise était de 0,007 mm, avec seulement quatre ébauches disponibles pour quatre pièces finales.

HORN a développé le concept d’usinage et l’ensemble d’outils. Au total, 27 outils ont été utilisés, notamment des têtes d’alésage, alésoirs, fraises en bout PCD et fraises de contournage. Des têtes d’alésage réglables ont usiné les logements de roulements et les plongées axiales, zones présentant les tolérances de position les plus strictes. Un outil mono-arête à plaquette PCD a produit les diamètres des portées de roulement, tandis qu’un outil bi-arête avec plaquettes type 315 a usiné les rainures axiales.

Une fraise à plaquettes PCD a réalisé le diamètre du moyeu en un seul serrage afin de satisfaire les exigences d’état de surface et de longueur de coupe. Le système d’alésage HORN DR a servi à usiner les interfaces de fixation.




Alignement et durabilité de la transmission
L’usinage 5 axes a permis un positionnement précis entre le moteur et les interfaces du train planétaire. Cette approche réduit le risque d’usure irrégulière des engrenages et améliore la fiabilité sous fortes charges en conditions de course.

Le projet illustre comment des stratégies d’outillage et une stabilité d’usinage adaptées soutiennent les transmissions électriques fortement sollicitées dans des environnements de développement avancé.

Une compétition d’ingénierie au-delà des performances
Le programme Formula Student évalue les véhicules lors d’épreuves dynamiques — accélération, skid pad, autocross et endurance — ainsi que dans des disciplines statiques telles que l’analyse des coûts et la revue de conception. Les composants réalisés ont été intégrés dans la voiture de course de l’équipe DHBW Stuttgart pour la saison 2025.

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