Avec une portée progressive promettant efficacité énergétique et faibles émissions, les véhicules électriques (VE) et les voitures hybrides gagnent en popularité. Pour catalyser l'adoption de ces véhicules écologiques, les technologies connexes sont constamment perfectionnées. Un exemple clé dans ce contexte est l'invention et l'utilisation des moteurs à flux axial dans les VE et les voitures hybrides axées sur la performance. Découvrons ensemble les bases et le fonctionnement des moteurs à flux axial, ainsi que leurs aspects techniques.

À quoi sert un moteur à flux axial ?

Les moteurs utilisant des systèmes à flux axial ont une multitude d'applications dans les VE et les voitures hybrides. Que ce soit dans les voitures hybrides ou les VE, les principales utilisations des moteurs à flux axial sont assez similaires. Voici un aperçu de leurs applications.

Système de propulsion

Les moteurs à flux axial peuvent servir de moteurs de propulsion principaux dans les véhicules électriques et hybrides. Ils convertissent l'énergie électrique de la batterie en énergie mécanique pour entraîner les roues du véhicule. Leur densité de puissance élevée et leur efficacité en font des candidats idéaux pour ce rôle, offrant une forte accélération et une performance globale remarquable.

Chaîne de traction des VE

Les moteurs à flux axial sont intégrés dans la chaîne de traction des VE. Ils peuvent être installés en configurations simples ou multiples. Leur conception compacte permet des configurations innovantes de chaîne de traction, comme le placement des moteurs directement sur les essieux ou dans les moyeux de roues. Cela peut améliorer la répartition du poids du véhicule et ses caractéristiques de maniabilité.

Groupe motopropulseur hybride

Dans les véhicules hybrides, les moteurs à flux axial sont utilisés en complément des moteurs à combustion interne. Ces moteurs fournissent une puissance supplémentaire et améliorent l'efficacité énergétique. De plus, les moteurs des voitures hybrides fonctionnent en plusieurs modes :

  • Mode uniquement électrique : Ce mode s'active lorsque le véhicule est conduit uniquement à l'électricité sur de courtes distances.

  • Mode d'assistance : Ce mode fournit une puissance supplémentaire lors de l'accélération ou dans des conditions de charge élevée, réduisant la charge sur le moteur à combustion interne.

  • Freinage régénératif : La technologie de freinage régénératif convertit l'énergie cinétique en énergie électrique pendant le freinage, rechargeant ainsi la batterie.

Systèmes de vectorisation du couple

Ces moteurs peuvent améliorer la traction et les performances en virage. Les moteurs à flux axial peuvent être utilisés dans des systèmes de vectorisation de couple actifs pour améliorer la stabilité et la maniabilité du véhicule. En contrôlant indépendamment la puissance envoyée à chaque roue, ces moteurs peuvent aider à améliorer la traction et les performances en virage, ce qui est particulièrement utile dans les véhicules hautes performances et à traction intégrale.

Unités auxiliaires de puissance

Dans certains véhicules, les moteurs à flux axial sont utilisés comme unités auxiliaires de puissance pour entraîner divers systèmes et composants, tels que les pompes de direction assistée, les compresseurs de climatisation et d'autres accessoires électriques. Cela permet de réduire la charge sur le moteur principal ou le moteur de propulsion, améliorant ainsi l'efficacité globale.

Moteurs dans les roues

Les moteurs à flux axial sont particulièrement adaptés aux applications de moteurs dans les roues en raison de leur conception plate et compacte. Les moteurs dans les roues permettent une livraison directe de puissance à chaque roue, éliminant ainsi le besoin de composants de chaîne de traction traditionnels comme les essieux et les différentiels. Cette configuration peut bénéficier considérablement à la maniabilité, à la répartition du poids et à l'efficacité du véhicule.

Avantages des moteurs à flux axial

Les moteurs à flux axial sont particulièrement prisés dans les voitures hybrides et électriques hautes performances en raison de leurs avantages uniques. Leur application peut être attrayante pour divers types de carrosseries de véhicules. Voici pourquoi l'industrie automobile adopte de plus en plus les moteurs à flux axial :

Amélioration des performances

Pour les véhicules hautes performances, les moteurs à flux axial sont souvent utilisés pour améliorer l'accélération et la performance globale. Leur couple élevé à faible vitesse permet une accélération rapide, ce qui est crucial pour les voitures de sport, les hypercars et autres véhicules haute performance.

Extension de l'autonomie et amélioration de l'efficacité

L'efficacité des moteurs à flux axial contribue à prolonger l'autonomie des véhicules électriques. L'autonomie des VE est l'un des aspects clés à considérer lors de la conduite d'une voiture électrique. En réduisant les pertes d'énergie lors de la conversion de l'énergie, les moteurs à flux axial aident à maximiser la capacité de la batterie disponible, un facteur critique qui contribue à l'adoption des VE.

Gestion thermique

La conception des moteurs à flux axial facilite la gestion thermique dans les VE et les voitures hybrides. Les véhicules haute performance nécessitent souvent des solutions de gestion thermique avancées. La conception unique des moteurs à flux axial permet un meilleur refroidissement, maintenant la performance pendant des conditions de conduite intenses.

Composants d'un moteur à flux axial

Les moteurs à flux axial ont une conception distincte par rapport aux moteurs à flux radial traditionnels. Ces moteurs conçus pour des objectifs spécifiques ont plusieurs composants clés qui contribuent à l'efficacité du système et à la performance globale du véhicule. Voici les principaux composants des moteurs à flux axial utilisés dans les voitures :

  • Stator : Selon le principe de fonctionnement du moteur à flux axial, le stator est généralement une structure plate en forme de disque. Les enroulements sur le stator sont responsables de la conversion de l'énergie électrique en un champ magnétique.

  • Rotor : En tant que partie rotative, le rotor contient des aimants permanents dans les moteurs synchrones et des électroaimants dans d'autres types de moteurs. L'interaction entre le champ magnétique généré dans le rotor produit un couple, créant ainsi une force de rotation.

  • Noyau : Le noyau ou le châssis fait souvent partie du stator et fournit un chemin pour le flux magnétique. Il est généralement fabriqué en fer laminé ou en d'autres matériaux ferromagnétiques. L'utilisation de tels matériaux minimise les pertes d'énergie.

  • Roulements : Les roulements soutiennent le rotor, lui permettant de tourner librement avec un minimum de friction. Ils sont essentiels pour maintenir l'intégrité mécanique du moteur et assurer un fonctionnement fluide.

  • Système de refroidissement : Les moteurs à flux axial peuvent générer une chaleur significative pendant leur fonctionnement, donc un système de refroidissement efficace est essentiel. Cela peut inclure des canaux de refroidissement liquide intégrés dans le boîtier du moteur ou des mécanismes de refroidissement à air.

  • Arbre : L'arbre est connecté au rotor et s'étend hors du boîtier du moteur. Il transmet la puissance mécanique générée par le moteur à la chaîne de traction du véhicule.

  • Boîtier du moteur : Le boîtier du moteur encapsule les composants du moteur et fournit un soutien structurel. Il protège également les composants internes des facteurs environnementaux tels que la poussière et l'humidité.

  • Connexions électriques : Celles-ci incluent des bornes et des connecteurs pour fournir de l'énergie électrique aux enroulements du moteur. Des connexions électriques appropriées sont essentielles pour une livraison efficace de l'énergie et un contrôle optimal du moteur.

  • Capteurs : Les moteurs à flux axial intègrent souvent différents types de capteurs pour surveiller des paramètres tels que la position du rotor, la température et la vitesse. Ces capteurs fournissent des retours aux électroniques de contrôle pour assurer un fonctionnement précis et efficace.

FAQ

Pourquoi les moteurs à flux axial sont-ils meilleurs ?
Les moteurs à flux axial sont meilleurs pour les VE et les voitures hybrides en raison de leur densité de puissance et de leur efficacité supérieures. De plus, ces moteurs offrent une polyvalence de taille, permettant une plus grande compacité, conformément aux principes d'évolution du design automobile.

Un moteur unique ou un double moteur est-il meilleur dans les VE ?
Les configurations à double moteur dans les VE offrent de meilleures performances et traction, surtout dans des conditions défavorables. Les configurations à moteur unique sont plus efficaces et rentables pour une conduite quotidienne.

Conclusion

Les moteurs à flux axial sont une innovation clé qui transforme l'industrie des véhicules hybrides et électriques. Grâce à leur conception unique et à leurs nombreux avantages, ils promettent non seulement d'améliorer la performance des véhicules, mais aussi d'optimiser leur efficacité énergétique. À mesure que l'adoption des VE et des voitures hybrides continue de croître, il est évident que les moteurs à flux axial joueront un rôle central dans l'avenir de la mobilité durable.