La nouvelle unité d'entraînement électrique de 369 ch de ZF suit l'exemple de Lucid dans le bon sens

Voici comment ZF pourrait aider les grands constructeurs automobiles à adopter ce type de technologie d'ici le milieu de la décennie.

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Le grand équipementier automobile allemand ZF a présenté une nouvelle unité d’entraînement à aimant permanent pour les véhicules électriques. Appelé EVSys800, l'ensemble compact de 163 livres se compose d'un seul moteur électrique à flux radial combiné à des réducteurs planétaires coaxiaux et à un différentiel compact, très similaire à ce que le constructeur automobile américain Lucid a développé et fournira probablement à Aston Martin.

La nouvelle unité d'entraînement de ZF indique que, bien qu'elle soit récemment un incinérateur d'argent, la technologie de base de Lucid est bien en avance sur ses concurrents. ZF ne vendra pas cette dernière unité d'entraînement avant 2026 et elle produit moins de puissance de pointe - seulement 369 chevaux (275 kilowatts) par rapport aux 670 chevaux de pointe du Lucid - bien qu'elle fonctionne à une tension similaire. La puissance continue de l’unité est également indiquée à seulement 276 ch. Le fournisseur allemand teste actuellement cette unité d'entraînement sur une Porsche Taycan, qu'il appelle EVbeat.

ZF n'a pas réussi à expliquer son unité de commande par rapport à Lucid, qui a publié un certain nombre de discussions techniques détaillées pour expliquer en détail le fonctionnement de son matériel. Cela étant dit, ZF a fourni quelques informations sur l'appareil et quelques images.

La plupart des unités d'entraînement électriques se composent d'un onduleur/contrôleur, du moteur lui-même et d'un réducteur pour transformer la sortie du moteur à grande vitesse et à faible couple en une rotation à vitesse inférieure et à couple plus élevé, adaptée à l'entraînement des roues d'une voiture. Un différentiel est également inclus dans les cas monomoteurs.

La grande majorité des constructeurs automobiles disposent d'un moteur électrique sur son propre axe de rotation par rapport à l'axe de l'essieu de la voiture. Cela permet d'utiliser un simple réducteur connecté à un différentiel d'aspect plus conventionnel, qui entraîne les roues. Les unités d'entraînement Ultium de General Motors fonctionnent de cette façon. L'unité de ZF est similaire à celle de Lucid dans le sens où un moteur monté au centre se trouve sur le même axe de rotation que les réducteurs, qui sont des ensembles planétaires. Un différentiel est également intégré le long du même axe. Cela se traduit par un boîtier plus petit et peut signifier d'autres optimisations en termes de résistance des composants.

Dans le cas de Lucid, il place des engrenages différentiels légers à l'intérieur du rotor électrique lui-même, ce qui signifie qu'ils ne subissent que la force à faible couple et à grande vitesse du moteur. Cette puissance est ensuite réduite à des vitesses de roue à couple élevé.

L'unité de ZF semble fonctionner un peu différemment. Il semble que le rotor de l'engrenage planétaire soit double face, capable d'entraîner à la fois des engrenages planétaires internes et un ensemble plus petit d'engrenages planétaires externes. Cela en fait effectivement deux ensembles planétaires. Il est possible qu'en entraînant un ensemble de ces engrenages, qui sont probablement montés sur leurs propres supports, cet entraînement différentiel entre les deux côtés de l'unité puisse être obtenu. L'entreprise allemande n'a pas expliqué en détail comment cela fonctionne, déclarant seulement que "[c]es engrenages génèrent non seulement le rapport de pont souhaité, mais assument également la fonction différentielle entièrement intégrée". Une animation ou quelque chose du genre serait certainement utile ici.

En dehors de la mécanique, l’électronique de puissance est également intéressante. À l’instar d’autres nouveaux véhicules électriques, ZF mise sur des tensions plus élevées pour plus d’efficacité et un plus grand potentiel de puissance. L'EVSys800 fonctionne à 800 volts, comme vous l'avez peut-être deviné, et utilise des MOSFET en carbure de silicium pour traduire l'alimentation CC de la batterie en courant alternatif triphasé pour le moteur électrique. Les MOSFET en carbure de silicium sont déjà utilisés par Tesla et, oui, Lucid. Ils sont capables de fonctionner à des fréquences de commutation plus rapides à des températures plus élevées, ce qui les rend idéaux pour les applications à forte puissance comme une voiture. D'autres constructeurs automobiles utilisent des MOSFET à base de silicium qui sont plus facilement disponibles mais sans doute moins performants dans un contexte automobile.

Le moteur lui-même est également de type Lucid, avec des enroulements distribués plus épais qui sont « tissés » dans le stator triphasé du moteur électrique. Lorsqu'il s'agit d'enroulements de stator, le compromis entre l'utilisation du cuivre et la vitesse de fabrication signifie qu'il faut faire preuve de créativité, et ZF l'a fait ici. Il affirme également que le rotor "n'a pas besoin de terres rares lourdes", en référence aux aimants permanents qui y sont intégrés. Cela réduit les coûts et permet de rationaliser les éventuels problèmes d’approvisionnement.