De nouveaux moteurs pour la prochaine génération de véhicules électriques
Dans le cadre du Protocole de Kyoto, l'UE s'est engagée à réduire de 20 % ses émissions de gaz à effets de serre d'ici 2020 par rapport aux niveaux de 1990, et de 80 à 90 % d'ici 2050. À cet effet, le secteur du transport vise à réduire de 60 % ses émissions d'ici 2050. L'essentiel de cette réduction proviendra vraisemblablement du transport routier, qui est aujourd'hui responsable du rejet de 7 milliards de tonnes de CO2 par an, soit un cinquième du total des émissions des gaz à effet de serre dans l'UE. L'utilisation de véhicules électriques semble le meilleur moyen de réduire les émissions générées par le transport routier. En fait, sur l'ensemble de leur cycle de vie, il est estimé que leur bilan en termes d'émissions représente environ la moitié de celui des véhicules à essence et diesel. Malheureusement, malgré les importants progrès réalisés par l'industrie automobile en matière de véhicules électriques et hybrides, le public ne considère toujours pas cette technologie comme une alternative viable. «Même s'il y a déjà des véhicules électriques sur le marché, leur adoption n'en est qu'à ses balbutiements», déclare Michele De Gennaro, coordinateur du projet SYRNEMO. «Pour que ces véhicules électriques remplacent ceux qui fonctionnent avec des carburants fossiles, ils doivent assurer une meilleure autonomie et une meilleure efficacité énergétique, être plus légers et meilleur marché.» Des obstacles aux améliorations Les moteurs des véhicules électriques actuels dépendent de terres rares pour la fabrication des aimants permanents. Bien qu'essentiels à ces moteurs, ces métaux représentent également le principal obstacle à une plus large adoption des véhicules électriques. Pour l'essentiel, ces métaux sont importés de Chine, ce qui non seulement augmente le coût des véhicules électriques, mais fait courir un important risque de dépendance à l'industrie automobile. «Le risque, c'est que la géopolitique affecte l'approvisionnement des fabricants automobiles européens en aimants permanents provenant de Chine», explique M. De Gennaro. «Une pénurie pourrait paralyser la fabrication et la fourniture de véhicules électriques en Europe.» Malheureusement, si on retire ces aimants du moteur, celui-ci perd les trois-quarts de sa puissance. «Notre plus grand défi consiste donc à trouver d'autres moyens pour compenser cette perte importante, et c'est exactement l'objectif de SYRNEMO», déclare-t-il. La solution de SYRNEMO Le projet SYRNEMO a surmonté ce défi grâce à la conception, le prototypage et l'essai d'un moteur à réluctance synchrone utilisant un aimant sans terres rares (PMaSYRM). «Ce moteur est spécialement conçu pour éviter l'utilisation de terres rares dans les aimants, grâce à l'utilisation de ferrites», déclare M. De Gennaro. «Pour cela, nous avons poussé le développement d'autres composants du moteur, comme une nouvelle bobine en épingle à cheveux pour le stator et un concept innovant de rotor léger et modulaire.» En plus du moteur, le projet a également conçu un entraînement complet intégrant une électronique de puissance et un boîtier refroidi à l'air. Selon les résultats des tests, l'entraînement final fournit une performance de couple maximale de 133 Nm à 3 600 tours par minute et une puissance maximale de 52,0 kW à 4 300 tours par minute. Le concept SYRNEMO, qui en est au niveau 5 de maturité technologique (c'est-à-dire une technologie validée dans l'environnement pertinent), est adapté à la fabrication de quelques dizaines de milliers d'unités par an, et est complètement évolutif pour différents segments de véhicules. Le concept de SYRNEMO est évalué en fonction de sa constante machine de puissance mécanique et des valeurs de densité de couple, deux valeurs de références pour les moteurs électriques, et pour lesquelles il apporte une amélioration de +45 % et +25 % par rapport au banc d'essai de 2016. «Cela fait de SYRNEMO le meilleur moteur synchrone sans terres rares de sa catégorie, selon les deux critères», ajoute M. De Gennaro.
Mots‑clés
SYRNEMO, moteur électrique, véhicule électrique, changement climatique, gaz à effet de serre, émissions de CO2
