Les moteurs électriques sont aussi diversifiés que les moteurs thermiques, chacun ayant ses propres caractéristiques pour une utilisation spécifique des électrons. Dans cet article, nous allons explorer les quatre grands types de moteurs électriques pour voitures et leurs particularités.
Les grandes familles de moteurs électriques
Moteur à aimant permanent
Le moteur à aimant permanent est le plus couramment utilisé dans la production automobile, il domine même le marché !
Le rotor, situé au centre du moteur, est composé d’un aimant permanent. C’est un métal ferromagnétique fondue de manière à ce que tous les atomes aient leur spin dans la même direction. Cependant, cette technologie nécessite des terres rares, ce qui est actuellement un enjeu sensible.
Moteur synchrone ?
Ce type de moteur est appelé “synchrone” car le courant électrique dans les bobines du stator tourne à la même vitesse que le rotor. Le courant dans le stator est donc synchronisé avec le rotor. Cependant, au fil du temps, la démagnétisation de l’aimant permanent peut entraîner une diminution des performances.
Rendement du moteur à aimant permanent ?
Le moteur électrique à aimant permanent a un rendement excellent tant que les vitesses ne sont pas trop élevées. Au-delà d’un certain régime, l’aimant génère un courant parasite dans le stator, ce qui entraîne une diminution de l’efficacité du moteur. Cela explique pourquoi de nombreuses voitures électriques ont une efficacité réduite sur autoroute. Certains constructeurs, comme Porsche, ont résolu ce problème en installant une mini boîte de vitesses à deux rapports pour éviter la surchauffe du moteur. Le rendement du moteur à aimant permanent peut atteindre jusqu’à 93%, mais cela dépend du régime et de la conception du moteur. À des vitesses élevées, le rendement peut chuter en dessous de 60%.
Moteur à induction
Le moteur à induction est très similaire au moteur à aimant permanent. Au lieu d’utiliser un aimant dans le rotor, il utilise un électro-aimant.
Le stator, alimenté en courant alternatif, crée un champ magnétique qui induit un courant dans le rotor, ce qui le transforme également en aimant. Ainsi, le rotor et le stator interagit pour faire fonctionner le moteur.
Moteur asynchrone ?
Le moteur à induction est asynchrone car il existe un léger décalage de vitesse entre le courant du stator et celui du rotor. Cela est dû à la vitesse finie de la lumière.
Rendement du moteur à induction asynchrone
Le rendement du moteur à induction est légèrement inférieur car il y a un glissement entre le stator et le rotor (de 80 à 88%). Pour compenser cela, il faut générer plus de cycles électriques dans le stator par rapport à un moteur à aimant permanent. Cependant, à des vitesses élevées, le moteur à induction asynchrone peut être plus efficace.
Moteur à balais
Ce type de moteur est utilisé dans des voitures telles que la Zoe. Le rotor est constitué d’un électro-aimant (bobines de cuivre). Contrairement au moteur à induction, le courant n’est pas induit par le stator dans le rotor. Pour alimenter le rotor en électricité, des balais sont utilisés pour établir un contact avec la batterie de traction. Cela permet de faire tourner le moteur en maintenant une connexion électrique avec des éléments en mouvement.
Le stator peut être composé d’aimants permanents ou de bobines qui doivent être alimentées en électricité.
Moteur à réluctance variable
Utilisé dans l’industrie pour des machines de haute précision, certains fabricants l’ont également adapté à la propulsion automobile. Le moteur à réluctance variable utilise un champ magnétique qui préfère traverser certains matériaux plutôt que d’autres. Cette technologie combine la réluctance et des aimants permanents pour garantir un fonctionnement optimal à différentes plages de régime.
Synchrone ?
Le moteur à réluctance variable est synchrone, ce qui signifie que la vitesse des champs tournants est identique à la vitesse du rotor.
Rendement ?
Le rendement du moteur à réluctance variable atteint entre 95 et 96%, mais à bas régime, les aimants permanents sont plus efficaces. Les moteurs électriques utilisant cette technologie combinent donc réluctance et aimants permanents.
Maintenant que vous connaissez les différents types de moteurs électriques, vous pouvez mieux comprendre les performances et les caractéristiques des voitures électriques disponibles sur le marché.
