ZF a annoncé avoir développé un moteur électrique ne nécessitant pas d’aimants. Contrairement aux concepts de moteur synchrone à excitation séparée (SESM) sans aimant déjà disponibles aujourd’hui, ZF a déclaré que l’I2SM (moteur synchrone intégré au rotor à excitation inductive) transmet l’énergie du champ magnétique via une excitatrice inductive à l’intérieur de l’arbre du rotor. Cela rend le moteur particulièrement compact avec une puissance et une densité de couple maximales.
Cette variante avancée d’un moteur synchrone à excitation séparée constitue donc une alternative aux machines synchrones à aimants permanents (PSM), a déclaré ZF. Ces derniers sont actuellement les moteurs les plus utilisés dans les véhicules électriques, mais ils reposent sur des aimants qui nécessitent des matériaux de terres rares pour leur production. I2SM établit une nouvelle norme pour fabriquer des moteurs électriques à la fois durables en production et très puissants et efficaces en fonctionnement, a ajouté la société.
En plus d’éliminer les matériaux de terres rares dans un boîtier compact et puissant, I2SM élimine les pertes de traînée créées par les moteurs électriques PSM traditionnels, permettant ainsi une meilleure efficacité à certains points de fonctionnement, tels que les longs trajets sur autoroute à grande vitesse.
Pour garantir que le champ magnétique dans le rotor est créé par le courant et non par des aimants, les concepts SESM conventionnels nécessitent encore dans la plupart des cas des éléments coulissants ou à brosses, ce qui oblige à des compromis : un espace d’installation sec, c’est-à-dire non accessible pour l’huile de refroidissement et avec des joints supplémentaires est nécessaire. requis. En conséquence, les SESM conventionnels occupent environ 90 mm d’espace axial en plus, de sorte que les fabricants ne peuvent généralement pas varier de manière flexible entre les variantes PSM et SESM dans la planification de leur modèle sans effort supplémentaire.
Pour offrir de manière compétitive les avantages des machines synchrones à excitation séparée, ZF a déclaré être en mesure de compenser les inconvénients liés à la conception des machines synchrones classiques à excitation séparée. En particulier, ZF a déclaré que la densité de couple a été considérablement augmentée par rapport à l’art antérieur grâce à une conception de rotor innovante. L’intégration spatialement neutre de l’excitatrice dans le rotor signifie qu’il n’y a aucun inconvénient dans l’espace axial. De plus, une augmentation de la densité de puissance dans le rotor entraîne une amélioration des performances.
ZF a déclaré que l’I2SM ne nécessite pas d’éléments de brosse ni de bagues collectrices. De plus, il n’est plus nécessaire de maintenir cette zone sèche au moyen de joints : comme dans le cas d’un moteur synchrone à aimant permanent, le rotor est refroidi efficacement par la circulation de l’huile. Par rapport au moteur synchrone classique à excitation séparée, l’innovation ZF nécessite jusqu’à 90 millimètres d’espace d’installation axial en moins. Cependant, en termes de puissance et de densité de couple, l’innovation ZF fonctionne au niveau d’un PSM, a indiqué la société.
ZF a ajouté qu’il prévoyait de développer la technologie I2SM jusqu’à la maturité de production et de la proposer en option au sein de sa propre plate-forme e-drive. Les clients des segments des voitures particulières et des véhicules utilitaires peuvent alors choisir entre une architecture 400 volts ou une architecture 800 volts pour leurs applications respectives. Cette dernière repose sur des puces en carbure de silicium utilisées dans l’électronique de puissance.
