Le centre de gravité
Le CG d’un véhicule influence son comportement sur la route, en particulier dans les virages, le freinage ou l’accélération. Un CG plus bas et plus central améliore l’agilité, la réactivité et la stabilité du véhicule, car il réduit les mouvements de roulis, de tangage et de lacet de la carrosserie. Un CG plus élevé et plus décalé augmente le risque de retournement, de sous-virage ou de survirage, car il crée plus de forces latérales et longitudinales sur les pneus et la suspension. Par conséquent, il est important de concevoir et d’optimiser le CG des véhicules électriques et hybrides pour atteindre les caractéristiques de performance et de sécurité souhaitées.
Il existe plusieurs méthodes pour mesurer le CG d’un véhicule, en fonction du niveau de précision et de complexité requis. L’une des méthodes les plus simples consiste à utiliser un ensemble de balances et une plate-forme de niveau pour mesurer le poids et la hauteur de chaque roue. En appliquant quelques équations physiques de base, l’emplacement CG peut être calculé à partir de la répartition du poids et des dimensions de l’empattement et de la voie. Une autre méthode consiste à utiliser une table basculante ou une rampe pour mesurer l’angle auquel le véhicule commence à basculer. En connaissant le poids et les dimensions du véhicule, la hauteur CG peut être déterminée à partir de l’angle d’inclinaison. Une méthode plus avancée consiste à utiliser un banc d’essai cinématique et de conformité
K&C test rigs are not typically used to measure CG of vehicles. In the automotive industry, there are inertial rigs that can do this quite well, and calculate inertia as well.
One thing I found helpful in making these kinds of measurements is ensuring you have enough resolution on your scales to get an accurate CG calculation. The weight transfer can be very subtle, and if you don't have enough resolution, you have to lift one vehicle very high. So, it's important to have good quality scales, with adequate resolution.
Le CG d’un véhicule peut être testé en effectuant divers tests dynamiques sur une piste ou un simulateur. Ces tests peuvent évaluer comment le CG affecte la maniabilité, la stabilité et les performances du véhicule dans différents scénarios de conduite. Certains des tests courants sont l’essai circulaire en régime permanent, l’essai de slalom, l’essai de changement de voie, l’essai de freinage et l’essai d’accélération. Ces tests peuvent mesurer des paramètres tels que l’accélération latérale, la vitesse angulaire en lacet, l’angle de braquage, la distance de freinage et le temps d’accélération, ce qui peut indiquer le comportement du véhicule et sa réponse aux entrées du conducteur. En comparant les résultats des tests avec les mesures CG et les objectifs de conception, la dynamique du véhicule peut être analysée et améliorée.
La CG d’un véhicule peut également être modélisée à l’aide d’outils logiciels et de modèles mathématiques qui simulent la dynamique et la cinématique du véhicule. Ces outils peuvent aider à concevoir et à optimiser la CG des véhicules électriques et hybrides dès les premiers stades de développement, avant de construire et de tester des prototypes physiques. Certains des outils logiciels qui peuvent modéliser le CG des véhicules électriques et hybrides sont Adams Car, CarSim, Simulink et MATLAB. Ces outils peuvent créer des modèles virtuels des composants du véhicule, tels que le châssis, la suspension, les pneus, la batterie, les moteurs électriques et le réservoir de carburant, et leur attribuer des propriétés de masse et de position. Ensuite, ces outils peuvent exécuter des simulations de divers scénarios de conduite, tels que les virages, le freinage ou l’accélération, et générer des sorties telles que les forces, les moments, les vitesses, les accélérations et les trajectoires. Ces résultats peuvent aider à évaluer et à optimiser la CG des véhicules électriques et hybrides.
An insightful read about vehicle design considerations. There are other factors that need consideration, I.e. those that affect the drivers command and control over their vehicle. For example, and in simple terms, a polar moment that enables a vehicle to rotate efficiently around its centre of mass is generally a preserve of race cars. Whilst desirable in theory, highly efficient steering response has higher yaw rates that can be difficult for a ‘conventional’ driver to handle during evasive manoeuvres. It is equally the case that were mass is reduced at the front and rear of vehicles and is brought inboard of the axles, inertial damping characteristics are also reduced which is desirable for race vehicles but less so for road drivers.