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Moteurs électriques : Pourquoi le synchrone à aimants permanents domine l'automobile

Aline Nippert

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Moteurs électriques : Pourquoi le synchrone à aimants permanents domine l'automobile

Production de moteurs electriques sur le site de Stellantis (ex-PSA) à Trémery (Moselle).

© Julien Cresp / PSA

La prédominance du moteur synchrone à aimants permanents s’explique par ses deux grands atouts : la compacité et un pic de rendement élevé. Mais ses challengers technologiques font valoir leur moindre besoin en terres rares.

Aujourd’hui, trois types de motorisations électriques s’affrontent dans l’industrie automobile. Le synchrone à aimants permanents domine largement, avec 70 % de la production européenne des moteurs montés sur les véhicules 100 % électriques en 2020, d’après une étude du cabinet Inovev. La technologie synchrone à rotor bobiné se situe loin derrière (18 %), suivie par le moteur asynchrone (12 %). 

Dans un livre blanc publié en 2019, le fournisseur de logiciels multi-physiques Motor Design compare les performances des trois technologies pour un moteur atteignant une puissance maximale de 150 kW et un couple maximal de 350 Nm avec un stator de diamètre inférieur à 25 cm. Les simulations confirment l’avantage du synchrone à aimants permanents : son pic de rendement monte ainsi jusqu’à 96,8 %, contre 95,5 % pour l’asynchrone et le synchrone à rotor bobiné.

Rien n’est joué

Selon Motor Design, son rendement se maintient même à 96 % sur une plage de 2 000 à 9 000 tours par minute pour un couple peu et moyennement élevé, ce qui correspond au cycle le plus courant d’un moteur de traction automobile. C’est le point faible de l’asynchrone, dont la surface de bon rendement se situe plutôt sur une plage de vitesse de rotation comprise entre 7 000 et 12 000 tours par minute. « En d’autres termes, la technologie asynchrone est meilleure que celle à aimants sur l’autoroute », remarque Xavier Rain, auteur de « Technologies des voitures électriques » (Dunod, 2021). Quant à la technologie à rotor bobiné, sa plage de bon rendement est comprise entre[…]

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