Jusqu’à 30 000 tours par minute : la stratégie de ZF pour fabriquer des moteurs électriques plus petits et moins chers
La course à la baisse des coûts des voitures électriques ne se joue pas seulement dans le secteur des batteries, mais aussi sous la carrosserie. Les moteurs offrent encore de la marge pour réduire les matériaux, le poids et surtout les coûts. ZF travaille sur une solution destinée aux modèles de gamme moyenne, où tout gain de productivité peut contribuer à proposer un produit plus compétitif.
Cet fournisseur allemand a développé le High Revolution Drive, un ensemble intégrant un moteur électrique, un onduleur et une boîte de vitesses réductrice. Sa principale particularité réside dans sa vitesse de rotation : il atteint 30 000 tours par minute. L’idée est d’utiliser cette vitesse élevée pour obtenir la même puissance avec un moteur de dimensions plus réduites.
La version présentée délivre 200 kW (272 ch) et utilise un réducteur à deux étages avec un rapport approximatif de 18:1. Celui-ci permet de transformer la haute vitesse de rotation du moteur en force utile pour faire avancer la voiture, avec un couple maximal de 3 500 Nm aux roues. Il convient de prêter attention à ce dernier détail : il s’agit du couple après passage par la boîte de vitesses, et non celui fourni directement par le moteur.
Selon ZF, cet ensemble occupe environ 25 % moins d’espace et pèse 25 % moins qu’un système équivalent de sa plateforme modulaire SELECT, dont le moteur atteint 18 000 tours par minute. Pour les constructeurs, disposer d’une unité plus compacte facilite son intégration et offre plus de liberté dans la conception de la voiture.
Un autre changement important concerne les matériaux. La masse des aimants nécessaires est réduite de 50 %, ce qui permet de diminuer les coûts de production. Cependant, ZF n’a pas encore indiqué un montant précis pour l’économie réalisée, il faudra donc attendre pour savoir de combien le système peut réellement abaisser les coûts et quelle partie de cette réduction revient au client.
Les performances restent au même niveau que celles du groupe conventionnel utilisé comme référence. Par conséquent, il ne s’agit pas d’une amélioration annoncée de l’efficacité du moteur, bien que le poids réduit puisse contribuer à diminuer la consommation de la voiture. Pour l’instant, aucune donnée ne permet de traduire cet avantage en kilomètres supplémentaires d’autonomie.
ZF destine cette technologie aux voitures particulières dotées d’une puissance comprise entre 150 kW (204 ch) et 200 kW (272 ch), une fourchette qui correspond à de nombreuses voitures électriques de gamme moyenne. De plus, cette architecture peut s’adapter aussi bien aux systèmes de 400 qu’à ceux de 800 volts, élargissant ainsi ses possibilités d’application sur différentes plateformes.
La mise en production est prévue pour 2030. Une proposition intéressante, car elle vise un besoin essentiel : fabriquer des systèmes de propulsion plus petits, plus légers et moins coûteux, sans pour autant compromettre leurs performances. La question sera de savoir à quel point les alternatives auront évolué d’ici que ce développement soit prêt pour être mis en œuvre réellement.