Électrification et évolution des essais : un entretien avec Alan Soltis

Alors que l'industrie automobile subit une transformation majeure vers l'électrification, la simulation et les tests en temps réel sont devenus essentiels pour garantir la fiabilité et l'efficacité des nouvelles technologies. Alan Soltis, Customer Success Manager chez OPAL-RT TECHNOLOGIES, a passé plus de vingt ans à l'avant-garde de cette évolution, travaillant en étroite collaboration avec des entreprises pour intégrer des outils avancés de simulation Simulation HIL (HIL) dans leurs processus de développement et de validation.

Fort de son expertise dans le domaine des essais automobiles et de la simulation en temps réel, Alan a pu constater de visu l'évolution des attentes de l'industrie, depuis les premiers jours de la simulation HIL en tant qu'outil expérimental jusqu'à son rôle actuel de composant essentiel dans les essais de groupes motopropulseurs et de batteries modernes. Dans cet entretien, il nous fait part de son point de vue sur l'évolution des méthodologies d'essai, l'impact de l'électrification sur les demandes de simulation et les défis auxquels l'industrie est confrontée alors qu'elle se prépare à la prochaine décennie d'innovation.

Pouvez-vous nous parler de votre parcours et de ce que vous faites aujourd'hui à OPAL-RT ?

Avant de rejoindre OPAL-RT en 2003, j'ai travaillé comme ingénieur de test HIL dans le secteur automobile après avoir obtenu une maîtrise en génie électrique. J'ai commencé à utiliser la simulation HIL en 2000, à l'époque où il s'agissait encore d'un sujet de recherche exploratoire, les applications industrielles étant limitées aux premiers utilisateurs.

J'ai commencé chez OPAL-RT en tant qu'ingénieur d'application sur le terrain. Après quelques années, je suis passé à la vente, puis j'ai dirigé l'unité commerciale automobile, où j'ai aidé les clients du secteur automobile à intégrer leurs produits et je les ai soutenus depuis notre bureau du Michigan.

Aujourd'hui, je suis Customer Success Manager. Je travaille directement avec les clients pour m'assurer qu'ils utilisent nos outils avec succès et je fournis des informations sur les clients à nos équipes internes de R&D, de qualité et de vente. Cela nous aide à aligner nos efforts sur les besoins actuels et futurs de nos clients.

À quoi ressemblait le paysage du HIL et des tests lorsque vous avez commencé, et comment a-t-il évolué ?

Dans le secteur automobile, on s'appuyait fortement sur des systèmes d'essai analogiques personnalisés et des véhicules prototypes "mulets" pour tester les composants individuels et les commandes dans leur environnement. Le concept de simulation numérique basée sur un modèle était révolutionnaire. En raison de sa nouveauté, les équipes de test et les fournisseurs HIL tels qu'OPAL-RT ont dû apprendre ensemble à établir les meilleures pratiques.

À l'époque, les tests HIL se concentraient principalement sur les contrôleurs intégrés des composants les plus importants - et les plus coûteux - du groupe motopropulseur. Les moteurs étaient souvent modélisés à l'aide de modèles d'usine simplifiés, tandis que certains composants, comme les corps de papillon, étaient intégrés physiquement plutôt que simulés.

Aujourd'hui, les essais HIL sont devenus monnaie courante, dépassant les niches de la R&D pour jouer un rôle essentiel dans la détection précoce des défauts et garantir l'état de préparation de la production. Cette évolution s'est traduite par des délais plus serrés et des normes plus strictes. On attend désormais des systèmes qu'ils fonctionnent immédiatement avec un minimum d'installation, ce qui reflète la maturité de l'industrie et les attentes plus élevées qu'il y a 25 ans.

Alors que l'électrification est en plein essor, quand le passage de la combustion à l'électrification s'est-il produit et comment les essais ont-ils évolué ?

Je dirais que le changement significatif a commencé vers 2008. Je me souviens avoir assisté à une conférence de la SAE réunissant des ingénieurs de haut niveau des principaux équipementiers et des start-ups spécialisées dans les véhicules électriques. Sans surprise, ils avaient des points de vue radicalement différents sur l'avenir de l'électrification. Les prédictions les plus optimistes et les plus pessimistes sur la situation actuelle ne se sont pas entièrement vérifiées.

Les premières réussites dans la conception des batteries et des moteurs ont démontré les avantages potentiels des VE et ont dissipé certains des doutes les plus fervents. Au début des années 2010, les constructeurs automobiles ont commencé à réaffecter leurs ressources des moteurs à combustion interne à l'électrification. Aujourd'hui, l'accent est mis sur la simulation des moteurs et la technologie des batteries, qui reste le goulot d'étranglement pour l'adoption par le grand public.

Les groupes motopropulseurs électrifiés ont également introduit de nouvelles exigences en matière d'essais. Les boucles de simulation, par exemple, doivent être accélérées de plusieurs ordres de grandeur, passant de la milliseconde à la nanoseconde. Par exemple, alors que les moteurs à combustion peuvent être simulés en millisecondes pour la validation des commandes, les technologies de commutation rapide des groupes motopropulseurs électriques et des périphériques tels que les chargeurs rapides nécessitent des simulations inférieures à la microseconde.

Malgré des défis tels que les contraintes de la chaîne d'approvisionnement, l'incohérence des incitations gouvernementales et les préoccupations environnementales, la part de marché des VE a régulièrement augmenté. Cette croissance continue de nous inciter à investir dans des solutions innovantes.

Les batteries semblent être la pièce maîtresse de l'électrification. Est-ce toujours le point de vue qui prévaut sur le marché ?

Absolument. La construction de meilleures batteries et de systèmes de contrôle pour gérer leur efficacité reste au cœur de toute stratégie d'électrification. Toutefois, d'importants goulets d'étranglement, tels que la disponibilité des ressources et l'augmentation de la capacité de production, représentent des défis sur lesquels les constructeurs automobiles n'ont aucune prise. Des questions telles que "Où pouvons-nous nous procurer le matériau X à grande échelle ?" et "Comment pouvons-nous rééquiper l'installation Y pour la fabrication de VE en grande quantité ?" deviennent de plus en plus importantes.

Si l'investissement dans l'électrification reste important, la comparaison entre un siècle de développement progressif des moteurs à combustion interne et environ 15 ans d'efforts sérieux en matière d'électrification met en évidence l'ampleur du défi. La décennie à venir sera déterminante, car l'industrie continue à mûrir.

Il semble que les défis de l'électrification soient souvent abordés de manière progressive, uniquement lorsqu'ils sont inévitables. Au départ, il s'agissait de convaincre les gens d'adopter les VE. Aujourd'hui, la conversation semble s'orienter vers des questions telles que l'état de préparation du réseau. Les fabricants de VE sont-ils même en train de se coordonner avec le réseau ?

L'état de préparation du réseau et l'adoption des VE sont étroitement liés. En l'absence de solutions de réseau intelligent ou de stratégies astucieuses pour échelonner la charge, l'adoption rapide des VE pourrait submerger le système.

Les progrès resteront probablement progressifs, à l'instar des améliorations annuelles du rendement énergétique des véhicules à moteur à combustion interne. L'adoption des VE et la capacité du réseau doivent progresser en tandem.

À l'échelle mondiale, les solutions de réseau nécessitent une approche globale, englobant le charbon, le gaz naturel, l'Énergie nucléaire et les énergies renouvelables. La localisation joue un rôle important : l'énergie solaire et l'énergie éolienne, par exemple, sont plus viables dans certaines régions que dans d'autres.

Dans les dix années à venir, pensez-vous que les progrès progressifs se poursuivront, ou prévoyez-vous une fonction d'étape - un saut significatif - dans ce domaine ?

Un saut révolutionnaire dans la technologie des batteries, par exemple, changerait sans aucun doute la donne. Cependant, jusqu'à présent, les améliorations apportées aux batteries ont été limitées par la chimie. La plupart des progrès ont été réalisés grâce à une ingénierie impressionnante et à une meilleure utilisation des technologies existantes plutôt qu'à des percées soudaines.

Du point de vue des essais et de la validation, nous ne pouvons pas compter sur des révolutions. Nous devons plutôt nous efforcer de maximiser le potentiel des technologies actuelles tout en réalisant des gains d'efficacité progressifs. Les avancées logicielles resteront cruciales, et nos outils de simulation doivent rester à la pointe de la technologie.

Jusqu'à présent, la plupart des progrès ont été réalisés sous l'impulsion des pouvoirs publics. Pensez-vous que cela va continuer ou que le secteur est prêt à s'autofinancer ?

Les gouvernements ont joué un rôle essentiel en finançant et en encourageant la croissance du secteur. À l'avenir, les investissements privés prendront probablement le relais à mesure que l'industrie arrivera à maturité. Toutefois, les défis systémiques, tels que l'infrastructure et les normes, nécessiteront toujours une collaboration entre les secteurs public et privé.

Malgré ces défis, l'adoption des VE continue de croître. Il ne s'agit plus seulement de promouvoir les VE, mais de les rendre rentables et durables. Au fur et à mesure que l'industrie se forge une expérience plus solide, des améliorations supplémentaires seront apportées à ce secteur encore relativement jeune.