Le dispositif de transmission de courant par induction intégrée au rotor de l’I2SM permet une conception de moteur électrique ultra-compacte.
© ZF
L’équipementier allemand annonce le développement d’un moteur innovant qui s’affranchit d’aimants d’une part mais surtout transmet l'énergie créant le champ magnétique nécessaire via un dispositif d’excitation inductif situé dans l'arbre du rotor. A la clé, un moteur exceptionnellement compact qui offre une densité de puissance et de couple maximale.
Version avancée d'un moteur synchrone à excitation séparée, l’I2SM de ZF constitue une alternative aux moteurs synchrones à aimants permanents (PSM) qui sont les plus couramment utilisés dans les véhicules électriques. Inconvénient de taille est que ces derniers nécessitent des aimants fabriqués à partir de terres rares dont le dernier moteur de ZF peut s’affranchir.
Afin de proposer de manière compétitive les avantages des moteurs synchrones à excitation séparée, ZF a réussi à compenser les inconvénients liés à la conception des moteurs synchrones à excitation séparée courants sur le marché. En particulier, la densité de couple a été considérablement augmentée par rapport à la technologie actuelle grâce à une conception innovante du rotor. L'intégration neutre en termes d'encombrement du dispositif d’excitation inductif dans le rotor signifie qu'il n'y a pas de désavantages en termes d'espace axial. De plus, une augmentation de la densité de puissance dans le rotor entraîne une amélioration des performances.
Plus de contact mécanique, que de l'induction
La condition technologique préalable à l'innovation présentée par ZF est le transfert d'énergie par induction, c'est-à-dire sans contact mécanique, vers le rotor pour générer un champ magnétique via des bobines. Ainsi l’I2SM n'a pas besoin d'éléments de contact à balai ou d'anneaux collecteurs. Il n'est donc plus nécessaire de maintenir cette zone au sec à l'aide de joints d'étanchéité. À l'instar des moteurs synchrones à aimants permanents, le rotor est efficacement refroidi par de l'huile en circulation. Par rapport aux moteurs synchrones à excitation séparée couramment utilisés, l'innovation de ZF requiert jusqu'à 90 millimètres d’encombrement axial en moins. En termes de densité de puissance et de couple, l'innovation de ZF atteint en revanche les mêmes niveaux qu’un PSM.
Le choix des 400 ou 800 volts
ZF prévoit de développer la technologie I2SM jusqu'à la validation Série et de l'offrir en option au sein de sa propre plateforme de motorisation électrique. Les clients des segments des véhicules légers et des poids lourds pourront alors choisir entre une variante avec une architecture 400 volts ou architecture 800 volts pour leurs applications respectives. Cette dernière utilise des puces en carbure de silicium pour l'électronique de puissance.
