ZF développe des moteurs électriques fonctionnant à moins de 30 000 tr/min.

ZF a développé le High Revolution Drive, un moteur électrique particulièrement compact capable de fonctionner à jusqu’à 30 000 tr/min. Le fournisseur promet une occupation de l’espace et un poids réduits, ainsi qu’un besoin de magnétiques considérablement moindre.

Cette architecture est conçue pour des systèmes de 400 et 800 volts.

Image : ZF

À une même puissance de sortie, l’augmentation de la vitesse de rotation diminue la force de couple requise par le moteur électrique. Selon ZF, cela permet de concevoir la machine électrique de manière plus compacte et avec un poids moindre. Afin de garantir que le couple nécessaire soit toujours fourni aux roues, le fournisseur souabe combine le moteur avec une transmission à engrenages à dents simples en deux étapes, présentant un rapport de transmission d’environ 18:1.

La machine électrique, l’inverter et la transmission sont intégrés dans un système 3 en 1. ZF affirme que cette nouvelle conception atteint une puissance maximale de 200 kW et un couple maximal de 3 500 Nm aux roues. Par rapport à une transmission SELECT ayant la même puissance de 200 kW et une vitesse maximale de 18 000 tr/min, la High Revolution Drive nécessite environ 25 % moins d’espace d’installation et pèse environ 25 % de moins. ZF vise même à réduire les besoins en aimants de 50 %.

Celui-ci devrait être particulièrement intéressant pour les constructeurs de véhicules, car une quantité moindre de matériau magnétique permet de réduire à la fois les coûts et la dépendance vis-à-vis de matières premières et de chaînes d’approvisionnement spécifiques. Malgré une vitesse de rotation plus élevée et un rapport de transmission plus important, ZF affirme que l’efficacité reste au même niveau que celle du système de transmission traditionnel. Cependant, le fournisseur ne fournit pas de valeurs d’efficacité précises.

ZF vise à réduire de moitié les besoins en aimants

Un défi majeur lié aux hautes vitesses de rotation est le bruit et les vibrations. À cet égard, ZF met en avant son expertise en matière de développement de transmissions et de rapports de transmission. Pour cette nouvelle transmission, la machine électrique, les engrenages, les paliers et la géométrie des dents ont été développés en collaboration. L’entreprise qualifie le seuil des 30 000 tr/min de « point idéal » sur les plans technique et économique pour cette configuration.

Le focus est initialement porté sur le segment de puissance présentant des sorties de moteur comprises entre environ 150 et 200 kW. Cependant, l’architecture est conçue pour être scalable à d’autres niveaux de puissance et prend en charge à la fois les systèmes de 400 et 800 volts.

Le High Revolution Drive s’appuie sur la plateforme modulaire SELECT de ZF. Cela signifie que le fournisseur n’a pas besoin de développer un système modulaire entièrement nouveau pour cette nouvelle variante de moteur, mais peut continuer à utiliser des composants et des technologies existants.

Néanmoins, le High Revolution Drive est encore en phase pré-série. Selon ZF, l’entreprise est déjà en discussions avec plusieurs constructeurs automobiles au sujet de ce concept et vise à lancer la production en série d’ici 2030. Aucun client ou projet de véhicule spécifique n’a encore été révélé par l’entreprise.

Cette année, ZF a réorganisé son activité liée à l’électromobilité. À la suite d’une analyse sur la question de la fabrication interne ou de l’achat, le fournisseur a décidé au printemps de continuer à développer et à produire des moteurs électriques et des onduleurs en interne. Parallèlement, la division e-drive fait face à des pressions sur les coûts en raison d’un taux d’utilisation inférieur aux attentes initiales. Avec le High Revolution Drive, ZF démontre désormais la différenciation technique sur laquelle elle mise pour ses futurs systèmes e-drive.