Moteurs légers et efficaces pour véhicules électriques

Pour la réalisation à grande échelle de la mobilité électrique, la production rentable et flexible de technologies de propulsion électrique efficaces est un élément essentiel. Parmi d'autres, de nouveaux concepts de construction légère peuvent réduire le poids du véhicule et ainsi diminuer la consommation d'énergie lors de l'accélération. Outre les domaines existants de la construction légère, tels que la carrosserie, l'avenir portera également sur l'optimisation du poids du moteur électrique. Développer des technologies de production prêtes pour la série est l'objectif du projet « ProLeMo », auquel participe l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT).

Alors que les moteurs électriques stationnaires actuels affichent déjà un rendement élevé allant jusqu'à 95 %, la réalisation d'une production en série flexible en termes de quantité et de variantes reste un grand défi pour la technologie de production. Parallèlement, il s'agit d'augmenter le rapport puissance/poids du moteur — le poids de puissance — afin de contribuer à la réduction du poids du véhicule. « À cet effet, d'une part, de nouveaux matériaux doivent être intégrés dans les moteurs, et d'autre part, une fabrication simplifiée des composants du moteur doit être atteinte », explique Manuel Peter de l'Institut de production du wbk au KIT. Pour relever ces défis, le projet collaboratif ProLeMo adopte une approche globale et interdisciplinaire. L'objectif est d'augmenter le rapport puissance/poids des moteurs électriques tout en simplifiant simultanément les processus de fabrication.

Le wbk étudie dans le cadre de ProLeMo des solutions pour l'utilisation de plastiques renforcés de fibres dans le moteur électrique. Au cours des trois prochaines années, les chercheurs construiront la chaîne de processus nécessaire à la fabrication d'un démonstrateur. Cela permettra de produire les composants du moteur considérés — rotor, stator et boîtier — avec un refroidissement intégré. L'Institut de technologie des systèmes de véhicules (FAST) développe les pièces en matériaux composites à base de fibres, et assure, grâce à l'utilisation d'outils de simulation modernes, qu'elles répondent aux exigences.

Les partenaires impliqués dans le projet couvrent toutes les compétences nécessaires. Le coordinateur du consortium est l'entreprise Witten-Stein cyber motor GmbH, spécialisée dans le développement et la fabrication de moteurs synchrones à excitation permanente de haute performance. Dans le domaine de la technologie d'injection, Arburg GmbH + Co KG travaille sur l'utilisation de matériaux alternatifs pouvant être moulés par injection pour les composants du moteur. Pour les tâches d'usinage ainsi que pour la mise en place de fibres, les sociétés Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky, spécialisées dans les tours et centres d'usinage tournants-fraisants, participent également au projet. La conception des processus et des machines pour la fabrication des bobines nécessaires est assurée par Aumann GmbH. Sur le plan de la recherche, l'Institut de production (wbk) et l'Institut de technologie des systèmes de véhicules (FAST) du KIT soutiennent le projet prévu sur trois ans.

Le projet de recherche est financé avec un volume total de 3,3 millions d'euros, dont 1,7 million d'euros par le ministère fédéral de l'Économie (BMWi). Le gestionnaire du projet est le Centre allemand pour l'aéronautique et l'espace (DLR).