Technique: moteurs électriques

Technique: moteurs électriques

Guillaume Darding - 21 février 2018

Au contraire des batteries, les moteurs des véhicules électriques sont souvent considérés comme des organes dont la technologie est éprouvée. Néanmoins, le développement d'un groupe motopropulseur électrique doit répondre à des impératifs de coûts, de performance, de rendement, sans oublier les considérations écologiques et géopolitiques. Au final, il reste encore de nombreux axes d'amélioration dans la conception d'un moteur électrique. 

Conception générale

Un groupe motopropulseur électrique se décompose en 3 sous-ensembles:

  • le moteur électrique qui va convertir l’énergie électrique en énergie mécanique pour mettre en mouvement le véhicule
  • l’électronique de puissance qui transforme et transporte l’énergie stockée dans la batterie vers le moteur
  • la boîte de vitesses ou le réducteur, généralement constitué d’un seul rapport

Groupe motopropulseur Renault Zoe

Moteur électrique

Les moteurs électriques s'articulent autour de deux parties:

  • le stator, une pièce fixe
  • le rotor, partie mobile en rotation

Trois types de moteurs électriques sont actuellement utilisés dans l’industrie automobile:

  • les moteurs à aimants permanents
  • les moteurs à induction
  • les moteurs à rotor bobiné 

Quel que soit le type de moteur, le stator est constitué de bobines de fils électriques en cuivre (entre 1.000 mètres et 2.000 mètres de bobinage) alimentées par un courant alternatif triphasé.

Détail moteur électrique Nissan Leaf 2018

Le stator est organisé en paires de pôles (pôle Nord et pôle Sud), en référence à un aimant. Chaque paire est constituée de deux bobines opposées et alimentées par la même phase. Lorsqu'elles sont alimentées, l'une des bobines sera donc un pôle Nord tandis que la bobine opposée sera alors un pôle Sud et vice versa lorsque le sens du courant s'inverse. Les trois phases, décalées de 120 degrés l'une par rapport à l'autre, permettent de générer un champ magnétique tournant. 

Illustration champ magnétique moteur électrique - pôles - courant alternatif triphasé - Guillaume Darding

La vitesse de rotation du moteur est déterminée par la fréquence plus ou moins élevée du courant alternatif alimentant le stator et le couple moteur par l'intensité du champ magnétique (et donc l'intensité du courant parcourant les bobines du stator).

Il peut être bénéfique d'augmenter le nombre de pôles du stator afin d'augmenter le rendement moteur, de mieux répartir les masses au sein du moteur ainsi que de minimiser les à-coups au cours d'une rotation moteur (réduction des vibrations).

Le rendement d’un moteur électrique est généralement supérieur à 90% et peut, dans les conditions les plus favorables et selon le type de moteur, approcher 100%, alors qu’il est de l’ordre de 40% pour les moteurs thermiques les plus évolués.

Rendement moteur électrique en fonction du couple et de la vitesse de rotation moteur - BMW i3

Le moteur électrique (tout comme les batteries) doit être refroidi, généralement à l’aide du même type de liquide de refroidissement que celui qui est utilisé avec les moteurs thermiques. Dans le cas d’un moteur électrique, la température du liquide est généralement stabilisée aux alentours de 70 °C (90 °C dans le cas d’un moteur thermique).

  • Moteur à aimants permanents

Les moteurs à aimants permanents sont les moteurs les plus communs au sein des véhicules électriques actuels (de manière non exhaustive: Chevrolet Bolt, Chevrolet Volt, Nissan Leaf, BMW i3, Kia Soul EV, Volkswagen e-Golf, Formule E, …).

Volkswagen e-Golf

Les moteurs à aimants permanents sont principalement de type NdFeB (alliage de néodyme, de fer et de bore). Outre le néodyme, ces aimants comportent deux autres terres rares: du dysprosium et du praséodyme. Chaque moteur contient environ 2 kg de terres rares.

Les aimants sont intégrés dans le rotor. Ceux-ci vont réagir avec le champ magnétique tournant du stator, à savoir que 2 pôles identiques (Nord / Nord ou Sud / Sud) se repoussent et 2 pôles inverses (Nord / Sud) s'attirent. C'est ce principe qui va mettre en mouvement le rotor.

Groupe motopropulseur Nissan Leaf 2018

Le néodyme a pour particularité d’augmenter la puissance de l’aimant tandis que le dysprosium et le praséodyme ont pour rôle d’améliorer les propriétés magnétiques du rotor à haute température ainsi que la résistance à la corrosion.

Ce type de moteur a un très bon rendement sur une large plage de régimes et reste simple en matière de conception. Seul l’approvisionnement en terres rares peut être un frein à son développement. A cet effet, tous les constructeurs travaillent à réduire leur dépendance à ces matériaux, voire à ne plus en dépendre du tout.

Hyundai Ioniq electric

Les terres rares posent, en effet, un problème géopolitique dans le sens où la quasi-totalité des terres rares proviennent de Chine et on ne peut pas exclure que le pays freine les exportations de ces matériaux afin de favoriser le marché national.

De plus, l’extraction des terres rares peut aussi prendre une dimension écologique. De fait, les méthodes d’extraction et de traitement des terres rares est hautement questionnable sur le plan environnemental.

Moteur à aimants permanents -  General Motors

Dans le cas de la Nissan Leaf, le constructeur a réduit de 40% les besoins de ses moteurs en dysprosium en 2013. Cette amélioration a été rendue possible en optimisant la structure de l’alliage entre l’aimant NdFeB et le dysprosium. Ainsi, le dysprosium est concentré à la bordure de l’aimant plutôt que d’être plus largement diffusé à l’intérieur de la structure de l’aimant.

Le gain est encore plus flagrant entre la première génération (2011) et la deuxième génération (2015) de Chevrolet Volt avec une réduction de plus de 80% de la masse de dysprosium (280g pour la première génération, 40g pour la deuxième).

BMW i3 - Lisbonne

BMW a aussi repensé l’agencement du rotor dans le cas de l’i3 (ainsi que l’i8 et la Série 7 hybride notamment) afin de réduire d’environ 50% la masse totale de terres rares contenues dans son moteur. Le constructeur allemand a fait le choix d’encastrer les aimants permanents dans le rotor au lieu de les monter en surface.

Montage aimants dans le rotor - moteur électrique

Enfin, le moteur auxiliaire de la seconde génération de Chevrolet Volt se passe complètement de terres rares au profit d’un aimant permanent en ferrite. Si ses propriétés magnétiques sont significativement plus faibles que les aimants NdFeB, elles sont néanmoins suffisantes dans le cas de la Volt: le moteur secondaire ne sert qu’à générer du courant lorsque le moteur thermique entre en fonction ou à épauler le moteur électrique principal.

  • Moteur à induction

A l’heure actuelle, seules les Tesla Model S et X utilisent ce type de moteur (la Tesla Model 3 ayant recours à des aimants permanents). Les moteurs à induction sont des moteurs asynchrones reposant sur un rotor à cage. Le rotor à cage est constitué de multiples barres conductrices de courant (elles sont réalisées à partir de cuivre dans le cas de Tesla) reliées chacune à leurs extrémités par des anneaux conducteurs eux-aussi afin de réaliser un court-circuit.

Moteur asynchrone à induction - By Mtodorov 69 (Own work) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons

Le champ magnétique tournant généré par le courant alternatif triphasé va induire un courant dans le rotor à cage, ce qui génère une force motrice entraînant la rotation du rotor. La vitesse de rotation du rotor est légèrement inférieure à la fréquence de rotation du champ magnétique (asynchronisme), c’est d'ailleurs cette différence de vitesses qui produit le couple moteur.

Moteur à induction - champ magnétique / courant induit / force motrice - Guillaume Darding

Le moteur à induction a pour avantage d’être simple de conception et, par voie de fait, généralement plus robuste. Grâce à l’absence de terres rares, son coût est relativement maitrisé. En revanche, le rendement de ce moteur est plus faible qu’un moteur à aimants permanents et l’échauffement du rotor peut être important.

Dans le cas de Tesla, ces deux défauts sont compensés d’une part, par la taille plus importante des moteurs et d’autre part, un système de refroidissement spécifique du moteur. De fait, le liquide de refroidissement circule au centre du rotor (normalement, seul le stator est refroidi) selon un système breveté par le constructeur, ce qui permet un contrôle beaucoup plus fin de la température à l’intérieur du moteur.

  • Moteur à rotor bobiné

Tout comme les moteurs à induction, les moteurs à rotor bobiné ne font pas appel aux terres rares. Au lieu de cela, le rotor comporte plusieurs bobines (à l’image du stator) généralement réalisées à partir de fil de cuivre. Le bobinage nécessite environ 500 mètres de fil de cuivre.

Moteur électrique à rotor bobiné - By Mtodorov 69 (Own work) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons

Le fonctionnement de ce moteur repose sur l’alimentation en courant continu des bobines du rotor qui deviennent alors polarisées, selon le même principe que les moteurs à aimants permanents. L’alimentation du rotor se fait à l’aide de balais (autrement appelés charbons). La Renault Zoé, la Smart electric drive ou la Citroën e-Mehari (Bolloré Bluecar) utilisent ce type de moteur.

Si l’absence de terres rares est un réel avantage (le prix du cuivre étant généralement moins volatile que celui des terres rares), les moteurs à rotor bobinés ont tendance à être plus lourds et plus encombrants que les autres types de moteurs.

Renault Zoe

Electronique de puissance

L’électronique de puissance a pour rôle de transformer le courant continu à haute tension de la batterie en courant alternatif indispensable à l’alimentation à l’aide d’un onduleur. En fonction des différents paramètres à sa disposition (niveau de charge de la batterie, position de la pédale d’accélérateur, position de la pédale de frein, température du moteur,…), il va faire varier la fréquence du courant alternatif ainsi que sa tension afin de contrôler la vitesse de rotation du moteur et le couple qu’il va délivrer.

Electronique de puissance - Renault Zoe

Lorsque le conducteur relève le pied de la pédale d’accélérateur, l’onduleur doit être réversible et devient alors un redresseur de courant: il reçoit un courant alternatif en provenance du moteur pour le transformer en courant continu et recharger les batteries.

Lorsque le conducteur sollicite la pédale de frein, un calculateur va déterminer si le niveau de freinage régénératif doit être augmenté ou si les freins traditionnels hydrauliques doivent être actionnés en complément.

Le freinage hydraulique est, de plus, nécessaire sur les routes à faible adhérence pour les véhicules à deux roues motrices puisque le freinage régénératif n’agit que sur les roues motrices.

Nissan Leaf 2018

Enfin, nombre de composants électriques nécessitent d’être alimentés en basse tension (à l’aide de la batterie standard 12V), c’est le cas notamment des systèmes multimédias et de l’éclairage. A cet effet, l’électronique de puissance nécessite un convertisseur (autrement appelé hacheur) de tension pour alimenter la batterie basse tension.

L’onduleur / redresseur tout comme le hacheur sont constitués « d’interrupteurs électroniques » qui prennent la forme de semi-conducteurs (de type IGBT, MOSFET, thyristors, …). En fonction de leur état (ouverts ou fermés), ils vont permettre de transformer une source de courant avec un rendement très élevé, proche de 100 %.

Avant les années 2000, les moteurs des véhicules électriques étaient plutôt à courant continu, ce qui évitait d'avoir recours à une électronique de puissance complexe (et chère à fabriquer à l'époque). Toutefois, cette technologie a rapidement été délaissée en raison du rendement relativement faible de ces moteurs par rapport à ceux alimentés en courant alternatif.

Réducteur

Du fait du couple disponible dès les plus bas régimes moteur et sur une large plage de régimes de rotation du moteur électrique, les véhicules électriques se passent généralement de boîte de vitesses.

Couple et puissance BMW i3

Les moteurs électriques sont donc utilisés avec un réducteur, qui est parfois aussi appelé une boîte de vitesses à un rapport. A l’avenir, les moteurs électriques pourraient être associés à une boîte de vitesses à deux rapports voire plus. En Formule E, par exemple, certaines équipes n'utilisent qu'un réducteur, tandis que d'autres ont recours à des boîtes de vitesses comportant 2 à 6 rapports.

Réducteur Nissan Leaf 2018

Dans le cas de certains véhicules hybrides comme l’Audi A3 Sportback e-tron, le moteur électrique profite de la boîte de vitesses du moteur thermique en étant monté en sandwich entre le moteur thermique et la boîte de vitesses.

Le réducteur est généralement constitué de deux ou plusieurs pignons à denture hélicoïdale. Le rapport de réduction est environ de 10. Afin d’assurer leur longévité et un fonctionnement sans bruit, il est nécessaire qu’ils soient lubrifiés par huile (environ 0,5 litre).

Crédits photos: Tesla / Renault / General Motors / Volkswagen / Nissan / Hyundai / BMW / Wikimedia Commons
Illustrations (rendement moteur / polarisation moteur électrique / position aimants / moteur à induction / puissance-couple moteur électrique): Guillaume Darding

Tous les commentaires sur le sujet (masquer les commentaires les plus anciens):

Jb

08 mars 2018 à 23h04

Quel article .... remarquable.
Guillaume Darding [administrateur]

13 mars 2018 à 09h15

Bonjour Jb, merci pour vos encouragements!
Clément

18 mai 2018 à 10h32

Merci pour cet article qui donne des infos introuvables ailleurs
Guillaume Darding [administrateur]

22 mai 2018 à 11h32

Bonjour Clément, merci pour vos encouragements!
Vincent

07 juillet 2018 à 23h27

Bel article. a compléter avec les nouveaux moteurs à reluctance variable annoncés par certains constructeurs :-)
Guillaume Darding [administrateur]

10 juillet 2018 à 00h05

Bonjour Vincent, merci pour votre remarque. Je mettrais l'article à jour dès qu'un constructeur sera proche de la vie série avec cette technologie!

22 août 2018 à 15h31

Bonjour Guillaume,
Je viens de tomber sur votre article remarquable qui correspond parfaitement à mes recherches personnelles sur la motorisation des automobiles.

Je suis très très sceptique sur la généralisation de la voiture électrique pure (moteur électrique et batteries). Je pense que son empreinte écologique est catastrophique en raison de son incidence sur les modifications des infrastructures routières et autoroutières, sur la fabrication d'usines supplémentaires de toutes sortes (nucléaires, solaires, biochimiques, productions, recyclages, etc...), sur l'occupation excessive de toutes sortes des sols, caduque à terme. Je ne suis pas loin de penser que la pollution qu'elle génèrera indirectement sera supérieure à celle produite par la technologie thermique.

C'est pourquoi, je suis plutôt convaincu par la technologie hybride, mais pas celle que l'on nous propose aujourd'hui (Toyota, Niessan, Honda, etc...) où la voiture, en dehors des villes, est une voiture thermique pure comme toutes les autres. Donc, de mon point de vue, pas très intéressant pour l'utilisateur contrairement au constructeur et aux lobbies pétroliers qui savent parfaitement appâter les clients avec leur politique de marketing.

Intrigué par les explications de Toyota pour sa Prius concernant l'usage d'un train épicycloïdal, j'ai tenté d'analyser cet ancien et fabuleux dispositif mécanique tel que je le pressentais moi-même en faisant une animation que j'ai exposée dans mon site http://jeanpierre.rousset.free.fr/Automobile/Technique/Train_epicycloidal/Documentation/index.html .
Dans cette étude purement théorique à mon niveau, d'une CVT en quelque sorte, je ne sais pas évaluer l'ordre de grandeur de la puissance nécessaire du moteur électrique lié un axe du train (planétaire), le moteur thermique lié à un autre (le porte-satellites) tous deux contrôlés par le conducteur pour engendrer la rotation du troisième (la couronne liée aux roues d'une voiture moyenne type Clio).

Peut-être auriez-vous une petite indication pour savoir si cette étude est cohérente en mode électrique pûr, en mode thermique pûr et en mode hybride ?

Encore merci pour votre article.

Jean-Pierre Rousset

22 août 2018 à 15h49

Désolé guillaume,
Le lien qui ne marche pas à cause de la double quote (") qui s'y est insérée.
Pardon pour cette erreur
Jean-Pierre ROUSSET
Guillaume Darding [administrateur]

22 août 2018 à 23h54

Bonjour Jean-Pierre,

tout d'abord, merci beaucoup pour vos encouragements!

Concernant le point sur la puissance nécessaire des moteurs, je ne suis pas sûr de bien cerner votre question. Ce que j'ai compris, c'est que vous cherchez à estimer la puissance fournie par les différents moteurs selon les phases de fonctionnement.
Pour cela, si on reprend votre étude, il faut reprendre les vitesse de rotation et estimer la charge moteur (ce qui vous permettra de déterminer le couple moteur) pour en déduire la puissance moteur.
Je vous invite à me contacter par mail (voir le lien "mail" sur la page d'accueil) pour discuter plus longuement sur le sujet.
icar

24 octobre 2018 à 06h54

Excellent article ! Très pro et instructif. Bravo.
Guillaume Darding [administrateur]

24 octobre 2018 à 18h11

Bonjour icar, merci pour vos encouragements!
Dens

31 janvier 2019 à 05h30

Bonjour !
Excellent article vraiment très instructif !!!

Une question : quelle la vitesse de rotation en tr/mn d'un moteur électrique, avant réducteur ?.celui de la Zoé RENAULT par exemple.
Merci
Guillaume Darding [administrateur]

31 janvier 2019 à 13h45

Bonjour Dens, merci pour vos encouragements.

Le régime de rotation d'un moteur électrique pour automobile est d'environ 12.000 tr/min.
Dans le cas de la Zoé, le moteur tourne jusqu'à 11.300 tr/min environ.
Mick

01 février 2019 à 15h20

Bonjour

Merci pour l'article, je suis surprit par les rendements annoncés des moteurs et des références sur la I3.
Pouvez vous me fournir le lien correspondant à la I3, juste être sûr que ce ne soit pas des documents commerciales.
Un exemple, c'est le rendement de la prius qui n'est pas top et pourtant c'est du hybride et à structure simple.

Merci d'avance et encore votre travail ...
Guillaume Darding [administrateur]

01 février 2019 à 15h42

Bonjour Mick et merci pour vos encouragements!

concernant les données de la i3, vous pourrez retrouver ces données dans la présentation "The Hybrid-Synchronous Machine of The new BMW i3 & i8 / Challenges with electric traction drives for vehicles / Workshop University Lund" datant de 2014.

Pour ce qui est de la Prius, à ma connaissance, le schéma du rendement du moteur électrique est très similaire à celui de l'i3 en fonction de la vitesse de rotation et du couple moteur.
Dens

08 février 2019 à 07h31

Autre question.
Pour assurer la marche arrière c'est le réducteur qui le fait ou c'est la rotation inverse du rotor qui engendre la marche arrière
Dans ce cas quel phénomène permet de faire tourner le rotor à l'opposé ?
Guillaume Darding [administrateur]

08 février 2019 à 09h12

Bonjour Dens,

pour un véhicule électrique (on peut aussi inclure normalement les véhicules électriques avec prolongateur d'autonomie), la marche arrière est effectué grâce à la rotation en sens inverse du moteur. Pour ce faire, il "suffit" d'inverser les phases (dans le cas d'un moteur à courant triphasé).

Dans le cas d'un véhicule hybride / hybride rechargeable, la marche arrière s'effectue plus généralement par la boîte de vitesses.
Adrien rpch

17 juillet 2019 à 09h18

Bonjour,

Super site, très instructif.
Par ailleurs j'ai une question sur les réducteurs utilisés. Est ce que nous retrouvons dans toutes les voitures électriques du marché des trains épicycloïdaux ou il existe d'autres formes de réducteur ?

Cordialement,
Guillaume Darding [administrateur]

17 juillet 2019 à 13h50

Bonjour Adrien,

concernant le réducteur il s'agit généralement d'un simple engrenage droit à denture hélicoïdale. Les trains épicycloïdaux sont plutôt employés sur les Toyota/Lexus hybrides pour répartir la puissance et le couple en provenance du moteur thermique et du moteur électrique.
Adrien rpch

25 juillet 2019 à 12h01

Merci Guillaume,

Si nous comparons la boite de vitesse d'une voiture de sport (type AMG) et un réducteur d'une voiture tesla (en comptant les deux moteurs), est ce que le nombre de pignons est identique ?
Je me pose ces questions afin de connaitre le tournant du shot peening dans l'industrie automobile (sujet de mon mémoire).
Guillaume Darding [administrateur]

26 juillet 2019 à 23h31

Bonjour Adrien,

dans le cas d'un véhicule thermique accouplé à une boîte de vitesses, il y a nécessairement plus de pignons puisqu'il y a la boîte de vitesses à proprement parler (soit un engrenage droit, en règle générale, dans le cas d'une boîte manuelle ou robotisée, soit un train épicycloïdal dans le cas d'une boîte automatique) et un réducteur final. Dans le cas d'un véhicule à moteur électrique, il n'y a que le réducteur final (il n'est pas exclu que des boîtes de vitesses à 2 rapports soient rapidement proposées).
bobby fi

14 octobre 2019 à 04h19

connaitriez vous la vitesse de rotationdes diffrents moteurs tesla avant arriere model 3 x s avant reducteur et apres reducteur, pour un projet maritime , merci si vous avez des infos et aussi pourquoi pas des liens de sources. super article merci encore
Guillaume Darding [administrateur]

14 octobre 2019 à 16h49

Bonjour booby,

je ne connais pas la vitesse de rotation des modèles Tesla en particulier. Néanmoins, vous pouvez vous référer à la courbe de puissance de la BMW i3 publiée dans l'article pour avoir un ordre de grandeur à ce sujet, à savoir une vitesse de rotation maximale de l'ordre de 10.000 tr/min et un rapport de réduction de l'ordre de 9-10.
Mutantape

12 novembre 2019 à 23h22

Le terme "moteur à induction" me parait une traduction directe de l'anglais, inappropriée en français, où l'on parle plutôt de moteur asynchrone. Concernant le moteur synchrone à rotor bobiné cette fois, autres avantages non cités : possibilité de piloter le cosinus phi à volonté en agisssant sur le courant rotor et de maintenir un bon rendement sur une plus large plage. Possibilté de couper l'aimantation rotor pour se servir des bobinages du stator comme filtres à la recharge. Probablement une des raisons pour laquelle la Zoe est quasiment la seule à pouvoir tirer 22 kW sur les bornes accélérées. Moins dangereux en maintenance que des aimants permanents puissants. Pas besoin de de défluxage pour la récupération à haut régime, pas de risque de désaimantation. A noter que les balais travaillent sur des bagues lisses, n'ont pas à rompre de circuit inductif (l'alimentation du rotor est constante en fonctionnement), et la puissance du moteur ne passe pas par eux, elle est au stator. Leur usure est donc très faible par rapport à ceux d'un moteur à courant continu.
Guillaume Darding [administrateur]

12 novembre 2019 à 23h50

Bonjour Mutantape, merci pour votre complément d'information.

Je me permets de vous indiquer que l'expression moteur à induction est effectivement d'origine anglaise. Elle n'est peut-être pas la plus appropriée, mais elle ne me semble, en aucun cas, inappropriée. Cette expression est, en effet, reprise dans des documents scientifiques et des thèses, par exemple.

De plus, cette expression est utilisée par Tesla dans sa documentation. Tesla étant le principal utilisateur de ce type de moteur, il est naturel d'utiliser ce terme plutôt que celui de moteur asynchrone (tout en sachant que cette expression est aussi usitée dans l'article).
macudo

22 avril 2020 à 22h35

Salut Guillaume,

Merci pour cette article qui m'a bien rafraîchit la mémoire. J'ai étudié les moteurs électriques pendant mes études d'ingé et j'avoue que ça date un peu. Aujourd'hui, je travaille sur un projet de véhicule électrique, et j'ai la responsabilité de la partie ingénierie et donc de la motorisation. Cette article est relativement utile mais j'aimerai aller plus loin.
puis-je te joindre pour avoir ton expertise sur le sujet, stp?

merci beaucoup !

Hugo
Guillaume Darding [administrateur]

23 avril 2020 à 00h12

Bonjour Hugo et merci pour tes encouragements !
Tu peux me contacter via l'adresse mail indiquée sur la page d'accueil du site ou m'indiquer en réponse si je peux te contacter via l'adresse mail que tu as indiqué lors de l'inscription.
MAXIME CREPIN

17 mai 2020 à 20h36

Bonjour,

Tout d'abord félicitations pour cet article, très instructif et complet.
En revanche j'ai une petite question sur l'alimentation du moteur R110 de la Renault Zoé.

Vous dites dans votre article : Quel que soit le type de moteur, le stator est constitué de bobines de fils électriques en cuivre (entre 1.000 mètres et 2.000 mètres de bobinage) alimentées par un courant alternatif triphasé.

Puis vous dites sur le moteur à rotor bobiné : Le fonctionnement de ce moteur repose sur l’alimentation en courant continu des bobines du rotor qui deviennent alors polarisées...

J'y perd mon latin....le moteur est alimenté en continu ou en alternatif.

Maxime (1ère année BTS électrotechnique).

Merci de votre réponse.


Cordialement
Guillaume Darding [administrateur]

17 mai 2020 à 23h11

Bonjour Maxime, merci pour vos encouragements.

Dans le cas de la Zoé (et des moteurs à rotor bobiné en général), l'électronique de puissance va générer un courant alternatif de manière à alimenter le stator, mais elle va fournir aussi un courant continu (de bien plus faible intensité) au rotor, de manière à le polariser.

Néanmoins, il ne faut pas s'y méprendre : il s'agit bien d'un moteur dit à courant alternatif (c'est bien lui qui "fait le travail").
pocalype

16 juillet 2020 à 20h13

bonjour Guillaume et félicitations pour votre article. J'aurai besoin de précision sur une méthode de calcul fiable pour connaitre nos besoins en puissance / intensité / autonomie pour une moteur electrique remplaçant un moteur thermique de 110cv devant fonctionner 3H minimum à 100km/h ?
Guillaume Darding [administrateur]

17 juillet 2020 à 23h35

Bonjour pocalype et merci pour vos encouragements.
Les besoins en puissance à vitesse constante sont relativement faibles... on est de l'ordre de 15 kw à 100 km/h en fonction des caractéristiques du véhicules (sur le plat). Pour évaluer cette puissance, il faut additionner la puissance résultante de la résistance au roulement (coefficient de résistance au roulement des pneus Crr x masse du véhicule x accélération de la pesanteur g x vitesse) à la puissance résultante de la trainée aérodynamique (0,5 x 1,2 x S.Cx x vitesse au cube). Le Crr est de l'ordre de 0,01.
Toutefois, cette valeur est largement sous-évaluée pour établir les besoins de votre véhicule car elle ne tient pas compte de la pente dans laquelle le véhicule peut évoluer, ni de la puissance nécessaire pour procurer une certaine accélération.

En matière d'autonomie, je pense que vos attentes sont très (trop) élevées pour être réalisable. Il faut espérer (au mieux !) une consommation de l'ordre de 20 kWh/100 km, ce qui nécessiterait donc un pack de batteries d'une capacité de 60 kWh (plus qu'une Renault Zoé - 52 kWh). Si vous partez sur du rétrofit, je doute que vous trouviez la place pour loger de telles batteries dans le véhicule (à moins de supprimer la banquette arrière et si c'est en vue de l'homologuer selon le nouveau décret, je crains que la masse soit largement supérieure à celle du véhicule d'origine et que ça ne puisse donc pas être homologable.

N'hésitez pas à me contacter par mail si vous souhaitez plus de détails sur les méthodes de calcul. Vous retrouverez quelques élements de calcul (sur les forces en jeu) dans l'article suivant : https://www.guillaumedarding.fr/technique-de-conduite-acceleration-et-reprise-3174106.html
pocalype

18 juillet 2020 à 14h29

Merci pour toutes vos précieuses informations. je vous ait contacté par mail pour plus de précisions. Amicalement, Christophe
Nicolas R

30 juillet 2020 à 12h00

Bonjour Guillaume,

Merci pour la richesse de vos articles.

Je souhaiterais savoir si vous avez des informations concernant le refroidissement de la batterie d'un EV.
A ma connaissance (chez Renault), la batterie est refroidie par un liquid (lequel?) et la temperature de ce liquide est controlee par plusieurs capteurs.

Auriez vous des connaissances à ce sujet ?

Merci d'avance,
Amicalement
Nicolas
Guillaume Darding [administrateur]

30 juillet 2020 à 12h19

Bonjour Nicolas et merci pour vos encouragements !

concernant les batteries, c'est un sujet que je n'ai pas encore abordé en détail sur le site (qui le sera un jour, mais pas nécessairement cette année...). Le refroidissement d'une batterie peut se faire de manière passive (par circulation d'air) comme la Nissan Leaf par exemple ou, dans une grande majorité de cas (dont la Zoé), de manière active, à l'aide d'un liquide de refroidissement similaire à celui qui est utilisé pour refroidir un moteur thermique (à base de glycol). Cette dernière méthode permet une meilleure gestion de la température au sein des batteries.

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Commentaires
Guillaume Darding à propos de l'article «Présentation moteur: 2.0l diesel Mercedes OM 654»

Il y a 4 heures

Bonjour pjmdur, le GLA 200d est effectivement pourvu du OM654 présenté dans cet article avec quelques modifications d'importance : dans l'article, les photos font référence à un moteur monté longitudinalement tandis que le GLA a un moteur en position transversale. Il utilise donc la variante OM654 Q (Q provenant de quer - transversal en allemand). Nombre de composants ont été repositionnés sur le moteur / modifiés pour s'adapter à l'architecture transversale (afin de minimiser la hauteur sous capot et garantir une bonne protection en cas de choc piéton) mais les fonctionnalités sont identiques. D'autre part, par rapport à la version décrite dans l'article, un second SCR (similaire à la SCR box qui était présente dans le cas du OM651) a été ajouté afin de satisfaire aux dernières évolutions des normes Euro 6 (tests en conditions de conduite réelles RDE en particulier). A noter que cette évolution concerne aussi les OM654 montés longitudinalement.

pjmdur à propos de l'article «Présentation moteur: 2.0l diesel Mercedes OM 654»

Hier

Bonjour Guillaume. Je m'intéresse à ce moteur 2L qui apparaît en puissance 150CV sur les derniers GLA. Il est parfois difficile de s'y retrouver dans toutes les versions. S'agit-il d'une évolution du moteur dont il est question dans cet article? Cordialement.

Guillaume Darding à propos de l'article «Essai: pneus Michelin CrossClimate»

Avant-hier

Bonjour Virginie, merci beaucoup pour votre retour d'expérience !

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