Des groupes motopropulseurs ultra efficaces de nouvelle génération
Les moteurs des véhicules électriques et hybrides sont aujourd'hui les plus efficaces – autour de 95 % - sur une plage de vitesse d'environ un quart à un tiers de la vitesse de rotation maximale. Cependant, le moteur fonctionne, dans la plupart des cycles de transmission, à une plage plus vaste de vitesse et à charge partielle ce qui génère une efficacité globale moindre. Le projet HI-WI («Materials and drives for high & wide efficiency electric powertrains»), financé par l'UE, s'est attaqué aux écarts entre la zone à haute efficacité et la grande zone de fonctionnement fréquent et a fait des progrès en conception et fabrication de transmissions. Le projet s'est concentré sur l'optimisation des performances des transmissions sur tout le cycle de transmission plutôt qu'en un seul point. Les membres de HI-WI ont prouvé qu'il était possible d'améliorer l'efficacité globale du système à l'aide d'une transmission répartie, à l'avant et à l'arrière, par différentes techniques de machines. Pour obtenir une efficacité élevée sur une large plage de fonctionnement, les moteurs de l'un des essieux devraient être très efficaces alors que les moteurs de l'autre essieu devraient présenter des pertes plus faibles au ralenti. Le projet a également développé des systèmes électriques intelligents assurant une conversion de l'électricité mieux intégrée et à grande efficacité énergétique à l'aide de technologies réduisant les pertes d'énergie et les éventuelles perturbations pouvant gêner d'autres composants électriques. HI-Wi a non seulement généré des gains énergétiques, mais également combiné sa nouvelle approche de conception à des développements de matériaux magnétiques. Les avancées en fabrication à l'échelle nanométrique ont permis la création d'aimants permanents dotés de géométries idéales, à la taille et au poids réduits ainsi qu'aux comportements mécaniques et thermiques améliorés. Pour la conception et la production de matériaux magnétiques haute performance, les chercheurs ont étudié la synthèse de nouveaux composites magnétiques en tant que composants préformés de masse et modélisé leurs propriétés et comportements. L'utilisation de tels matériaux réduit la dépendance en matériaux de terres rares et la teneur en dysprosium d'environ 80 % tout en améliorant le couple moteur. Les avancées du projet en outils de modélisation magnétique et de simulation devraient ouvrir la voie à des études approfondies de matériaux à nanostructure et nanocomposites ainsi que des évaluations de l'efficacité des machines. Les résultats de HI-WI devraient contribuer au développement d'une plateforme de technologie de référence européenne pour la conception de véhicules électriques. Cette plateforme proposera des architectures, des modèles, des méthodes et des outils pour le développement, la vérification, la validation et les essais en temps réel de systèmes embarqués.
Mots‑clés
Groupes motopropulseurs, moteurs électriques, systèmes de transmission, matériaux à base de terres rares, véhicule électrique
