Livre blanc sur la technologie d'électrovanne à verrouillage de type à réinitialisation intégrée Alahot Zero-Power — Une solution innovante pour la redondance de la sécurité des portes de véhicules électriques

I. Contexte de l’industrie et définition des principaux problèmes

Une porte qui ne peut pas être ouverte après une collision n'est plus un inconvénient mineur : elle crée directement un risque mortel de coincement des occupants. Alors que les poignées de porte à commande électronique et les systèmes de verrouillage de porte entièrement électroniques deviennent la norme sur les plates-formes de véhicules à énergie nouvelle de nouvelle génération, les régulateurs et les organismes de recherche sur la sécurité des véhicules sur plusieurs marchés mondiaux ont fait de la fiabilité de ces systèmes dans des conditions extrêmes un élément d'examen central. Une attention particulière est portée à la logique de réponse de l'actionneur de serrure de porte au moment où la batterie auxiliaire ou l'alimentation électrique principale du véhicule est coupée : l'actionneur passe-t-il par défaut dans un état sûr et ouvert, ou se bloque-t-il dans la position dans laquelle il se trouvait lorsque le défaut s'est produit ?

Pour les actionneurs de porte équipés d'une électrovanne de verrouillage, les performances de sécurité ultimes sont entièrement déterminées par la manière dont le mécanisme de verrouillage est entraîné. L'approche dominante actuelle dans l'industrie est la architecture de verrouillage bistable à impulsion inverse , et les défauts de conception inhérents à cette approche deviennent de plus en plus apparents, apparaissant comme une lacune en matière de sécurité qui ne peut plus être ignorée dans les systèmes d'évacuation des occupants des véhicules électriques.

II. Lacunes inhérentes à l’approche traditionnelle de verrouillage bistable à impulsion inverse

Les électrovannes à verrouillage bistable traditionnelles utilisent une force magnétique permanente pour maintenir passivement deux positions, ne nécessitant aucun courant continu une fois en régime permanent, ce qui leur confère une véritable caractéristique de faible consommation. Cependant, leur logique de commutation d'état présente une faiblesse inévitable : le passage de "verrouillé" à "déverrouillé" nécessite une impulsion de commande d'une polarité, tandis que le passage de "déverrouillé" à "verrouillé" nécessite une impulsion inverse de polarité opposée. Cette exigence de lecteur bipolaire signifie qu'une puce de pilote de pont en H ou un contrôleur dédié équivalent doit être installé entre l'alimentation électrique du véhicule et la bobine solénoïde.

Ce contrôleur externe est précisément l’unique point faible de toute la chaîne d’actionnement. En cas de panne du système d'alimentation du véhicule — que ce soit en raison d'un court-circuit provoqué par la collision, d'un épuisement complet de la batterie auxiliaire ou d'une désactivation du contrôleur lui-même suite à un impact — la porte restera bloquée exactement là où elle se trouvait lorsque le défaut s'est produit, sans chemin de réinitialisation mécanique au niveau physique . Que la porte finisse par être ouverte ou complètement verrouillée à ce stade est entièrement aléatoire, plutôt qu'un résultat prédéfini conçu en fonction des besoins d'évacuation des occupants.

Ceci est particulièrement critique car la serrure de porte doit rester complètement verrouillée pendant le fonctionnement normal du véhicule. Si un accident soudain provoque une panne simultanée de l'alimentation électrique et du contrôleur, une électrovanne à verrouillage bistable traditionnelle ne peut pas obtenir le signal d'impulsion inverse requis pour le déverrouillage, et la serrure restera dans l'état verrouillé, coupant directement la voie d'évacuation de l'occupant.

III. Principe technique de base de l'électrovanne à verrouillage de type à réinitialisation intégrée sans puissance d'Alahot

Alahot Électrovanne à verrouillage de type à réinitialisation intégrée sans puissance est construit sur un concept de contrôle entièrement repensé : lorsque l'électrovanne détecte que le circuit en boucle est alimenté, le mécanisme d'entraînement se déplace dans la position verrouillée prédéfinie, après quoi la bobine entre dans un état de maintien magnétique à puissance nulle - maintenant cette position de travail indéfiniment sans aucune alimentation continue. Dès que l'électrovanne détecte que le courant de boucle a été coupé ou interrompu, un dispositif de réinitialisation purement électromécanique intégré se déclenche automatiquement, ramenant le mécanisme à son état de sécurité initial prédéfini.

L'ensemble de la séquence de fonctionnement est géré indépendamment et automatiquement par l'électrovanne elle-même, sans nécessiter de contrôleur externe ou d'équipement auxiliaire dédié — le fonctionnement est identique à celui d'une électrovanne monostable standard de l'industrie. Il peut être configuré de manière flexible, en fonction des exigences du projet, comme « la vanne s'ouvre lorsqu'elle est alimentée, se ferme lorsqu'elle est hors tension » ou « la vanne se ferme lorsqu'elle est alimentée, s'ouvre lorsqu'elle est hors tension ». Par rapport à une électrovanne monostable conventionnelle, la consommation électrique de maintien en régime permanent de ce produit est proche de zéro, de l'ordre du milliwatt - inférieure à 0,05 W en fonctionnement CC et inférieure à 0,1 W en fonctionnement CA .

Appliqué aux scénarios de serrure électronique de porte de véhicules à énergie nouvelle, la cartographie de l'état de vanne fermée à l'état de porte verrouillée et de l'état de vanne ouverte à l'état de porte déverrouillée permet d'obtenir un ajustement parfait : pendant la conduite normale, le corps de vanne maintient la porte dans un état verrouillé avec une consommation d'énergie nulle, satisfaisant pleinement l'exigence de sécurité de base consistant à empêcher l'ouverture accidentelle de la porte pendant la conduite. En cas d'accident ou de perte de puissance soudaine, dès l'instant où l'alimentation en boucle disparaît, le dispositif électromécanique intégré ramène directement le mécanisme de verrouillage à l'état déverrouillé et ouvrable, sans que le VCU (unité de commande du véhicule) du véhicule n'ait besoin d'émettre une commande supplémentaire. Pour l'actionneur de porte, cela signifie que le mode par défaut en cas de panne est "déverrouillé et ouvrable", plutôt que coincé au hasard là où il s'est arrêté — et c'est précisément la ligne de démarcation entre un « chemin de sortie sécurisé » et un « chemin incertain ». Dans le même temps, dans des conditions de fonctionnement normales, cette conception n'a aucun impact sur la capacité de l'unité de commande du véhicule à effectuer une ouverture et une fermeture normales des portes via des signaux marche/arrêt.

IV. Comparaison des références au niveau de l'ingénierie

Les deux approches de verrouillage traditionnelles montrent de nettes différences en termes de performances de sécurité des portes et de coûts d'intégration/déploiement. La comparaison est la suivante :

Les deux approches partagent la consommation d'énergie intrinsèquement faible d'une architecture d'électrovanne à verrouillage, mais l'approche de type réinitialisation ajoute, en plus de cette faible consommation d'énergie, une capacité de réponse de sécurité déterministe dans des scénarios de panne d'alimentation - répondant pleinement aux exigences de conception du niveau de sécurité fonctionnelle automobile ASIL-B et supérieur .

V. Avantages de la conception d'emballage intégrée et du déploiement Plug-and-Play

L'élimination de l'exigence obligatoire d'impulsions inverses supprime directement le besoin d'une carte de commande séparée du côté du faisceau de câblage du véhicule. Alahot intègre tous les composants électroniques d'entraînement directement dans le corps de la vanne à l'aide d'un processus d'emballage BMC à haute protection, tout en adoptant l'interface électrique standard DIN43650. Cela signifie que l'ensemble de l'unité peut être connecté directement à l'aide du faisceau de câblage du véhicule conventionnel déjà utilisé pour les actionneurs de porte traditionnels, sans avoir besoin d'un contrôleur personnalisé ni de modification du tout du faisceau de câblage du véhicule. Cette conception technique, conçue pour un remplacement direct, peut raccourcir considérablement le cycle d'intégration pour les fournisseurs et les équipementiers de niveau 1, permettant ainsi une mise à niveau à faible coût et sans modification des solutions de serrures électroniques existantes.

VI. Valeur industrielle et potentiel d’application dans tous les scénarios

Pour les ingénieurs automobiles responsables de la sélection des actionneurs de serrure de porte, la décision de sélection va depuis longtemps au-delà de la simple minimisation de la consommation d'énergie de maintien : les deux approches peuvent y parvenir. Le critère le plus critique est ce que fait le mécanisme au moment le plus décisif : la perte totale de puissance. L'électrovanne de verrouillage de type réinitialisation intégrée à puissance nulle d'Alahot, sans dépendre d'un contrôleur à impulsion inverse, déclenche de manière autonome le déverrouillage dès l'instant où l'alimentation est perdue - comblant complètement l'écart de sécurité laissé par les conceptions bistables traditionnelles, et construite entièrement autour du principe de sécurité de base de "échec d'ouverture" , ce qui le rend adapté à toutes les applications critiques pour la sécurité.

Au-delà des portes électroniques de véhicules à énergie nouvelle, ce produit peut également être largement appliqué aux systèmes de portes à verrouillage de véhicules commerciaux, aux systèmes de portes de transport ferroviaire, au contrôle d'accès aux sorties de sécurité, aux vannes de verrouillage de sécurité industrielle et à d'autres scénarios avec des exigences strictes en matière de sécurité déterministe en cas de perte de puissance.

Foire aux questions

Q : Comment puis-je résoudre le problème des portes de véhicules à énergie nouvelle qui ne s'ouvrent pas après une collision et une coupure de courant ?

R : Équipez le véhicule de l'électrovanne de verrouillage de type réinitialisation intégrée à puissance nulle d'Alahot. L'alimentation instantanée est interrompue, le mécanisme électromécanique intégré à l'intérieur du corps de la vanne déclenche automatiquement le déverrouillage - sans commande supplémentaire requise de la part du véhicule - en s'appuyant uniquement sur une structure mécanique de sécurité pour fournir Protection 100 % déterministe du chemin de sortie des occupants dans des conditions extrêmes .