Nio propose un moteur de 925 V qui contribue également à recharger la batterie à plus de 200 kW dans des points de 400 V.

Les moteurs électriques ont encore de la marge pour s’améliorer, et ce, non seulement en termes de puissance ou d’efficacité. Nio a développé un système visant à tirer davantage parti du même matériel : en plus de faire avancer la voiture, il utilise une partie de ses composants pour faciliter la recharge dans des stations ayant une tension inférieure à celle de la batterie.

En effet, disposer d’un système de 800 volts ou plus ne signifie pas nécessairement une charge plus rapide, car la puissance et la vitesse dépendent également de la station. Lorsqu’on se rend dans une station de 400 V, la voiture peut voir sa puissance et sa courbe de performance chuter complètement, ralentissant ainsi drastiquement la session de charge. C’est justement ce que le développement de Nio cherche à minimiser.

L’architecture fonctionne à 925 volts, ce qui exige un contrôle particulièrement rigoureux de l’isolation électrique. Le défi réside non seulement dans la conception d’un moteur compact et puissant, mais aussi dans le fait de s’assurer que ses matériaux et ses connexions puissent résister à cette tension pendant des années, même à des températures élevées, en présence de vibrations et dans des conditions de fonctionnement exigeantes.

Un moteur qui fait plus que simplement faire avancer la voiture

L’un des éléments clés réside dans le bobinage W-Pin, qui utilise des conducteurs en cuivre rectangulaires continus. Contrairement aux conceptions conventionnelles en forme de fourche, composées de nombreux segments reliés par des soudures, cette solution réduit les jonctions électriques intermédiaires. En contrepartie, elle exige l’utilisation de pièces longues et rigides dont la forme et l’isolation doivent rester intactes tout au long du processus de fabrication.

Le procédé fait appel à 12 conducteurs plats en cuivre, chacun d’une longueur de cinq mètres, qui sont façonnés à l’aide d’outils de précision afin de réaliser 24 pliures. Les manipuler sans déformations indésirables constitue déjà une difficulté ; le faire sans endommager leur revêtement isolant est encore plus délicat, car un défaut peut compromettre l’ensemble du bobinage.

Parmi les chiffres divulgués, on note une densité de puissance du moteur de 19,06 kW/kg, ce qui équivaut à 25,9 chevaux par kilogramme. Le contrôleur, quant à lui, atteint 226,92 kW par litre, soit 308,5 chevaux par litre.

Le groupe a d’abord testé une méthode consistant à tourner les conducteurs de 180 degrés lors du pliage. Cependant, ces rotations répétées provoquaient des étirements et mettaient en péril l’isolation. La solution a été de remplacer cette méthode par un processus de conformage en un seul plan, évitant ainsi ces rotations successives.

D’après les données publiées sur le projet, le système contrôle une couche isolante de 0,14 millimètre et maintient les tolérances de montage du moteur dans une fourchette de 0,02 millimètre. Ce sont là des mesures qui aident à comprendre pourquoi l’industrialisation joue un rôle si important dans ce développement : fabriquer une unité fonctionnelle n’est qu’une partie du travail ; la reproduire de manière constante en est une autre.

Afin de vérifier la résistance du système, 1 300 heures de fonctionnement continu à haute température sans panne ont été effectuées. Un autre programme a accumulé plus de 500 heures dans des conditions simulées à 5 500 mètres d’altitude, en combinant une haute tension, des commutations électroniques allant jusqu’à 15 000 fois par seconde, ainsi que des augmentations soudaines du régime du moteur.

Le dispositif a également été soumis à des vibrations aléatoires sur trois axes atteignant jusqu’à 5,5 g, ainsi qu’à des températures allant de –40 à +85 degrés, pendant plus de deux mois. L’altitude ajoute une difficulté particulière : la pression atmosphérique plus faible peut réduire la capacité isolante de l’air, rendant le fonctionnement des composants haute tension encore plus exigeant.

Un autre avantage majeur est sa fonction d’élévation de tension pendant la recharge, avec une puissance maximale déclarée de 202,78 kW (276 CV). Le système utilise les bobinages du moteur comme inductance et les éléments de commutation de l’onduleur pour augmenter la tension du courant continu provenant du chargeur.

Cela permet d’adapter l’électricité d’une station à basse tension à une batterie à haute tension, sans avoir besoin d’un convertisseur de tension indépendant dédié à cette tâche. Le moteur ne devient pas un point de charge autonome : ses composants participent à la conversion électrique nécessaire pour exploiter certaines stations.

Cela ne signifie pas non plus que la voiture pourra recevoir cette puissance avec n’importe quel chargeur. Le résultat dépendra de ce que la station peut fournir et des conditions de la voiture elle-même. La valeur annoncée correspond au pic de la fonction de conversion de tension, et non à une puissance constante tout au long de la session.

La technologie est entrée en production en décembre 2024 et, selon les informations du projet, elle est utilisée dans les Nio ET9, ES8 et ES9, ainsi que dans les Onvo L90 et L80. Le développement a également donné naissance à 146 brevets accordés et à des contributions à six normes nationales chinoises relatives à l’automobile.

Ce qui est intéressant dans cette proposition, c’est la combinaison des fonctions. Nio cherche à augmenter la densité de puissance et à exploiter le système de propulsion pendant la recharge, réduisant ainsi le besoin de composants spécifiques. Pour le conducteur, la valeur pratique résidera dans la manière dont cette intégration se traduira en termes d’efficacité, de fiabilité et de capacité à utiliser des chargeurs de différentes tensions.

Source | Auto Anhuinews