Qu'y a-t-il derrière un système de climatisation automatique ?

Climatisation : Les faits chauds sur le refroidissement

Saviez-vous que les experts en aérodynamique sont impliqués dans la conception climatique ? Et que ŠKODA dispose d'une chambre climatique capable de simuler les conditions que l'on trouve en Arizona ? Des experts en développement nous ont fait part de quelques faits intéressants sur la climatisation.

Il suffit d'appuyer sur un bouton pour que l'intérieur sale de la voiture soit refroidi en quelques minutes. Autrefois un luxe, la climatisation est aujourd'hui considérée comme allant de soi par la grande majorité des automobilistes d'aujourd'hui. Mais tout le monde ne sait pas à quel point cet équipement presque standard est encore en développement.

 

Le système de ventilation est un système complexe qui est continuellement amélioré. Et tous les systèmes de climatisation ne sont pas identiques. Le dernier système Climatronic peut surprendre même les conducteurs expérimentés avec des caractéristiques inattendues telles que la détection des polluants de l'air et l'arrêt automatique de l'admission d'air frais. Pas étonnant : chaque innovation est le résultat de milliers d'heures de développement et de tests dans des conditions de circulation normales.

 

Des techniques de pointe et des simulations informatiques sont également utilisées dans le développement d'un système de ventilation. Le système de climatisation doit offrir du confort à toutes les formes et tailles de corps dans toutes les zones climatiques possibles, du nord de l'Europe à la Chine lointaine.

Laboratoire d'essais pour le développement de systèmes de climatisation efficaces

Le département de développement de ŠKODA dispose d'installations de premier ordre pour le développement de systèmes de climatisation complets. Depuis mai 2019, l'entreprise dispose de quatre chambres climatiques avec des températures comprises entre -40 °C et +60 °C.

 

"Pour nos besoins, nous réglons généralement la température à l'intérieur de la chambre à 40 degrés ", explique Jan Hrnčíř, coordinateur du développement de la climatisation. "L'efficacité du système de climatisation est vérifiée par des tests standardisés. Nous pouvons installer les lampes fluorescentes pour simuler un soleil brûlant à 1 000 W par m2, ce qui est la même chose que dans le désert de l'Arizona. Nous surveillons le confort des passagers dans le but d'atteindre une température d'environ 25°C au niveau de la tête en 20 minutes."

 

Pour que tout fonctionne automatiquement sans que le conducteur ait à faire de corrections, que ce soit dans le climat tempéré de la Suisse ou en Australie brûlante, de nombreux calculs précis, beaucoup d'expérience et de tests passagers sont indispensables. Les différents modèles de ŠKODA ont le même système de climatisation, quel que soit le marché. Seul le logiciel est spécifique à la région.

 

 "Nous faisons la distinction entre les pays au climat doux et les pays au climat tropical comme l'Inde et la Chine. Ici, les courbes de démarrage des ventilateurs sont plus élevées afin d'obtenir un échange d'air plus intensif. En Europe, les voitures réagissent plus lentement ", explique Jan Hrnčíř.

Climatisation automatique : aérodynamique à l'intérieur

Le département de développement aérodynamique et ses spécialistes, qui s'occupent exclusivement de l'aérodynamique intérieure, apportent également une contribution significative à la conception d'un nouveau système de climatisation. La plupart des gens ont probablement vu des images de tests où les lignes de flottaison sont plus ou moins ordonnées autour d'un corps. Ce qu'ils ne savent peut-être pas, c'est que l'on accorde de plus en plus d'attention à l'aérodynamique interne. Ici, le flux d'air dans l'habitacle est surveillé car il affecte non seulement le confort des passagers, mais aussi, ce qui est surprenant, la sécurité et l'acoustique.

 

"Le bon débit d'air assure une bonne visibilité depuis la voiture, dégèle les vitres en hiver et empêche la formation de buée tout au long de l'année ", explique David Svítil, coordinateur interne de l'aérodynamique. Les ordinateurs aident également à détecter si un flux d'air provoque un bourdonnement désagréable. Les calculs peuvent améliorer la conception et réduire le temps de développement et les coûts de test. Ce qui prenait auparavant des mois peut maintenant se faire en quelques jours.

"Lorsqu'un nouveau véhicule est conçu, nous travaillons avec le bureau d'études pour distribuer les différents composants du système de ventilation ", explique David Svítil. "Par exemple, le SCALA et le KAMIQ sont équipés d'écrans d'infodivertissement surélevés, de sorte que les ventilateurs ont dû être abaissés au milieu du tableau de bord. À l'aide de simulations informatiques, nous avons pu les concevoir immédiatement pour que le flux d'air dans l'habitacle soit le plus agréable possible ", explique l'aérodynamicien.

 

Dans la cabine virtuelle d'un futur véhicule, la direction et la vitesse de l'air seront surveillées en tenant compte de la quantité d'air fournie et de l'acoustique. "Non seulement les fans peuvent être une source de bruit. L'air est également audible lorsqu'il circule dans des fentes étroites, note David Svitil.

 

Toute la conception du système, y compris la forme des composants de distribution et des ouvertures de ventilation, est adaptée. Les calculs sont ensuite vérifiés par des essais en chambre climatique et sur routes normales. Même la meilleure chambre climatique ne peut remplacer les essais pratiques.

 

"La chambre nous montre la performance et l'efficacité globales du système de ventilation, mais elle ne peut pas simuler la configuration du logiciel. C'est quelque chose que nous devons étudier sur des milliers de kilomètres les matins froids, les journées chaudes et le temps changeant et pluvieux ", ajoute Jan Hrnčíř

D'abord le climatiseur, puis un prototype.

Dans la pratique, un nouveau système de ventilation est testé avant la production du premier prototype. Ces essais sont effectués avec des voitures qui ne se distinguent pratiquement pas d'une voiture de série de l'extérieur, mais qui cachent la technologie à développer à l'intérieur.

 

"Nous conduisons dans les régions polaires et dans le désert. Il s'agit évidemment d'extrêmes ", déclare Jan Hrnčíř " Les environnements alpins du printemps et de l'automne sont des zones d'essai idéales pour le fonctionnement automatique. Cela peut se produire dans une situation où il gèle à l'extérieur, mais où les rayons de soleil forts réchauffent l'intérieur. C'est la situation la plus compliquée pour le système de contrôle. A l'aide de différents capteurs, le système de ventilation doit régler correctement le débit et la température des pieds et de la tête, afin que les occupants du véhicule se sentent à l'aise et que les réglages ne doivent pas être modifiés."

Climatisation : luxe ou standard ?

La climatisation n'est plus un luxe depuis longtemps. Chez ŠKODA, par exemple, tous les FABIA sont climatisés de série et la version Style du nouveau SCALA est même équipée de la climatisation automatique deux zones Climatronic.

 

Sur les modèles haut de gamme tels que KODIAQ et SUPERB, vous disposez même d'un Climatronic trois zones avec commande séparée pour les passagers arrière. Ce n'est pas un luxe superflu, comme en témoignent tous ceux qui ont déjà connu des désaccords sur la température intérieure en route vers la mer pour leurs vacances d'été. Le climatiseur à trois zones assure que les parents ne transpirent pas sous le grand pare-brise, tandis que les enfants éternuent du froid sur le siège arrière.

 

De plus, la climatisation automatique moderne active et désactive automatiquement l'air circulant à l'intérieur de l'appareil en réponse à la pollution de l'air. Peu de gens savent que Climatronic est en mode recirculation la plupart du temps. Les ŠKODA comme OCTAVIA et KAROQ proposent Air Care, une fonction qui empêche automatiquement l'air contaminé de pénétrer dans le véhicule dans les zones urbaines ou les environnements poussiéreux. Un deuxième avantage est le post-filtrage de l'air d'habitacle, car l'air circule à travers un filtre d'habitacle même en mode recirculation. Le capteur d'humidité empêche la formation soudaine de buée sur le verre. Le système tient également compte de la nécessité d'une ventilation d'air frais pour éviter que les occupants ne restent trop longtemps dans un environnement étouffant. Il mélange l'air extérieur et l'air intérieur lorsque les conditions le permettent.

Dans la climatisation automatique moderne, il y a beaucoup plus de capteurs à l'œuvre. Ils surveillent la température et l'humidité extérieures et intérieures, la pression du système et les réglages du compresseur. Le capteur de lumière solaire est également important parce qu'il peut détecter non seulement l'intensité mais aussi la direction des rayons du soleil. Il ajuste la température de l'air pour les côtés gauche et droit du véhicule en conséquence. La climatisation automatique est beaucoup plus avantageuse pour les utilisateurs, comme il peut sembler.

Nouvelles possibilités avec les voitures électriques

Une autre raison du haut niveau de qualité de la conception et des tests du système de ventilation de ŠKODA est que ŠKODA ne comptera plus sur les unités assemblées du Groupe à partir de 2019. Dans le cadre du projet INDIE 2.0, ŠKODA développe une plate-forme modifiée qui comprend non seulement le châssis et la chaîne cinématique, mais aussi le système de ventilation. Cela impose de nouvelles exigences au département de développement. "Du point de vue du concepteur, il y a une différence de développement entre l'adaptation d'une pièce finie et le développement d'une pièce entièrement nouvelle ", explique Jan Hrnčíř

 

Un autre changement majeur est le développement des voitures électriques. Jusqu'à présent, la ventilation était un problème marginal de gestion de l'énergie, car elle utilise la chaleur perdue du moteur pour le chauffage et refroidit essentiellement en été via un système de climatisation. Avec l'avènement des véhicules électriques, le système de ventilation est devenu l'un des appareils électriques les plus importants du véhicule. Cela augmente la pression sur l'efficacité du chauffage et du refroidissement.

Réfrigéré avant de commencer

Le développement est d'une grande importance et ce changement de paradigme ouvre de nouvelles opportunités. Puisqu'une voiture électrique élimine le besoin de faire fonctionner le moteur pour démarrer le système de climatisation, les futurs utilisateurs de véhicules électriques peuvent déjà s'attendre à un intérieur bien tempéré lors de l'embarquement. L'idéal serait de refroidir l'habitacle pendant que le véhicule est connecté à la station de charge.

 

Avec les voitures électriques, les concepteurs accorderont également beaucoup plus d'attention à l'acoustique. Jusqu'à présent, le bruit principal dans la cabine a été causé par le moteur et l'aérodynamique. Dans les véhicules électriques particulièrement silencieux, des détails tels que le bruit du flux d'air et le bourdonnement du ventilateur sont mis en avant. "Les modèles informatiques nous sont d'une grande aide, car ils nous permettent de savoir exactement où des turbulences indésirables peuvent se produire. Grâce à ces connaissances, nous pouvons réviser la conception des ouvertures de ventilation ", dit Jan Hrnčíř. C'est exactement ce sur quoi le département de développement travaille actuellement. Nous verrons les premiers résultats dans ŠKODA VISION iV en 2020.

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