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Véhicule électrique : IFPEN mise sur le moteur synchro-réluctant

septembre 2016

Promouvoir une mobilité « zéro émission » grâce à des technologies à haut rendement et à faible coût : c’est la stratégie d’IFPEN en matière d’électrification. Elle a déjà donné naissance à un moteur de type synchro-réluctant.

L’électrification des véhicules est une solution privilégiée pour réduire la consommation de carburant et limiter l’impact des transports sur l’environnement. Elle nécessite toutefois des technologies de motorisations adaptées aux enjeux industriels de l’automobile en termes de coût et de performances. Ainsi, le moteur synchrone à aimants permanents (Toyota Prius, Peugeot iOn, etc.) est reconnu pour ses performances et sa compacité, mais son prix est élevé du fait de l’utilisation de terres rares indispensables pour les aimants. Le moteur asynchrone (Tesla, Renault Twizy, etc.), sur lequel les aimants ne sont pas utilisés est quant à lui moins onéreux, mais il fournit un faible rendement qui doit être compensé par une batterie plus importante. Une voie intermédiaire est explorée par IFPEN : le moteur synchro-réluctant.
 

Concilier coût et rendement

Développé en partenariat avec la PME italienne Mavel, spécialisée dans les motorisations électriques à forte puissance massique, le moteur synchro-réluctant vise à optimiser le compromis coût/rendement. Il utilise pour cela moins d'aimants que le moteur synchrone à aimants permanents, cette diminution étant compensée par la présence d’un rotor dont la géométrie génère un couple additionnel qui s’ajoute à celui créé par les aimants. En amont, un onduleur transforme l’énergie de la batterie en tension alternative variable afin d’optimiser le pilotage en couple du moteur.
 

Une première application en 2017

Connue dès les années 1980, la technologie du moteur synchro-réluctant est restée longtemps sans application industrielle. Elle bénéficie aujourd’hui des progrès en matière de composants électroniques et de logiciels. Toutefois, si le moindre recours aux terres rares apporte un gain de coût conséquent, le pilotage du couple du moteur nécessite un traitement logiciel plus complexe au sein de l’onduleur. IFPEN concentre donc ses recherches sur le système de contrôle. Un premier moteur adapté aux basses tensions et offrant un rendement supérieur de 10 % sur cycle de conduite à celui d’un moteur asynchrone a d’ores et déjà été conçu et certifié. Intégré par un constructeur français sur un petit véhicule électrique sans permis, il est aujourd'hui commercialisé.
 

Un marché à défricher

Après cette première avancée, IFPEN et Mavel poursuivent leur coopération sur un moteur adapté cette fois à des tensions plus élevées. Un marché encore peu développé puisqu’à l’heure actuelle, seule la BMW i3 utilise la technologie du moteur synchro-réluctant sur un véhicule de forte puissance. Menés en partenariat avec Mavel, ces travaux nécessitent un effort particulièrement ciblé sur le système de contrôle et l’électronique de puissance de l’onduleur.

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