Types de moteurs utilisés dans les véhicules électriques et tendances futures • EVreporter

Le moteur est la source d'énergie d'un véhicule électrique. Il détermine la vitesse de pointe, l'accélération, la capacité d'escalade, la consommation d'énergie et les performances du véhicule. Dans cet article,Gurusharan Dhillon (Directeur de l'eMobilité chez Customized Energy Solutions)explique les caractéristiques et les principaux composants des différents types de moteurs utilisés dans les véhicules électriques.

Trois points importants à considérer lors de la finalisation du choix du moteur électrique sont :

Le poids, la surcharge et l'aérodynamique du véhicule aident à déterminer la vitesse, le couple et les besoins en puissance du moteur électrique.

La prise en compte du cycle de conduite de divers facteurs tels que la densité du trafic, le terrain, la température, etc., influence la taille de la batterie et le choix du groupe motopropulseur.

Pour tenir compte de la vitesse du moteur, il faut tenir compte de la vitesse maximale du véhicule. La durée pendant laquelle la vitesse doit être maintenue, le rapport différentiel et le rayon des roues influencent également la sélection du moteur.

Les facteurs de considération spécifiques pour sélectionner le moteur électrique le plus approprié sont :

Les performances des véhicules électriques dépendent directement des performances du moteur électrique. Les performances du moteur sont déterminées par les caractéristiques couple-vitesse et puissance-vitesse du moteur de traction.

La sélection de la caractéristique de sortie appropriée d'un moteur EV est un défi car il est nécessaire de trouver l'équilibre entre les performances d'accélération et une large plage de vitesse dans la région de puissance constante. La zone de fonctionnement à couple constant est importante à basse vitesse pour fournir un bon démarrage et une conduite en montée. La région de puissance constante détermine la vitesse maximale sur une surface plane.

Le rotor est la pièce mobile qui fait tourner l'arbre qui délivre la puissance mécanique. Le rotor est supporté par des roulements qui le supportent pour tourner sur son axe, les enroulements forment des pôles magnétiques lorsqu'ils sont alimentés en courant. Le stator est la partie fixe.

Dans les moteurs électriques, les aimants sont utilisés pour générer une rotation à l'aide d'un courant électrique traversant des boucles de fil. Ces aimants sont généralement fabriqués avec des matériaux de terres rares tels que le néodyme et le dysprosium, qui ont une chaîne d'approvisionnement très limitée géographiquement. La Chine représente la grande majorité de la production mondiale de terres rares, ce qui entraîne une énorme volatilité des prix.

Outre les problèmes de coût et de disponibilité, ces matériaux soulèvent également d'importantes questions environnementales, politiques et éthiques concernant leur extraction, leur commerce et leur élimination.

Des conceptions de moteurs qui évitent l'utilisation d'éléments de terres rares sont en cours de développement, nécessitant des niveaux plus élevés d'optimisation du moteur avec le contrôleur.

Les développements récents incluent le PMSM à rotor à rayons qui utilise des aimants en ferrite avec une densité de puissance similaire ou meilleure qu'un moteur à induction équivalent. D'autres innovations incluent l'utilisation d'une configuration de rotor bobiné pour remplacer les aimants par des enroulements en cuivre, des moteurs à induction à rotor en aluminium et des moteurs à réluctance commutée qui ne nécessitent ni aimants ni cuivre dans les rotors.

Les principales caractéristiques des moteurs synchrones à réluctance sont un rendement élevé à vitesse synchrone sans utiliser d'aimants permanents aux terres rares. Il n'y a pas de souci de démagnétisation, ils sont donc intrinsèquement plus fiables que les moteurs à aimants permanents.

Le principal avantage des moteurs synchrones à réluctance réside dans les pertes de rotor négligeables. La chaleur réduite dans les moteurs à réluctance synchrone améliore les densités de couple et de puissance, ce qui leur permet d'être dimensionnés plus petits pour une valeur nominale donnée. Ces moteurs sont également silencieux en raison de la faible ondulation du couple et des niveaux de vibration.

Accroître l'efficacité

L'efficacité est un facteur critique dans les moteurs électriques, et les développements futurs devraient se concentrer sur l'augmentation de l'efficacité. Cela pourrait impliquer l'utilisation de nouveaux matériaux, une conception améliorée et des algorithmes de contrôle plus avancés.

Intégration avec l'IdO

Meilleure intégration avec les systèmes IoT, permettant une surveillance, un contrôle et une optimisation à distance.

Évolution de la conception

Il y a un mouvement vers des conceptions non traditionnelles en raison des demandes accrues pour :

Références et lectures complémentaires :

Gurusharan Dhillon est un professionnel de l'automobile avec plus de 30 ans d'expertise en stratégie, opérations, ventes et marketing. Il est actuellement directeur de l'eMobilité chez Customized Energy Solutions. En mettant l'accent sur le secteur de la mobilité électrique, Dhillon se spécialise dans le groupe motopropulseur, la technologie des batteries, l'infrastructure de recharge et les technologies émergentes. Il a travaillé avec des équipementiers automobiles de premier plan tels que Toyota, Nissan, Honda et Hyundai.

Customized Energy Solutions travaille en étroite collaboration avec plusieurs fabricants de moteurs et équipementiers de premier plan pour vous aider à concevoir et à recommander les moteurs les mieux adaptés offrant des performances optimales pour vos applications de groupe motopropulseur.

Abonnez-vous aujourd'hui gratuitement et restez au courant des derniers développements dans le domaine EV.