Roberto Baldwin
SAN JOSE, CALIF.—Les véhicules électriques sont synonymes de petits gains d’efficacité conduisant à une autonomie accrue. Réduisez la traînée, ajustez la courbe d’accélération et augmentez le freinage régénératif, et vous obtenez quelques kilomètres de plus. La société de technologie automobile Tula a mis au point une autre solution pour améliorer l’efficacité.
Appelé Dynamic Motor Drive (DMD), le système pulse le moteur électrique pour qu’il fonctionne dans un « sweet spot » d’efficacité. Le DMD ajoute de l’efficacité et supprime l’un des matériaux les plus controversés que l’on trouve dans les moteurs de véhicules électriques : les métaux de terres rares. Le résultat est un gain d’efficacité d’environ 3 pour cent. Ce n’est pas un énorme coup de pouce, mais si votre véhicule a une autonomie de 300 milles, par exemple, vous obtenez neuf milles supplémentaires de route que vous pouvez couvrir. Mais le système se prépare également à fonctionner dans un monde avec moins d’aimants de terres rares.
Ces aimants de terres rares coûtent un joli centime aux constructeurs automobiles, et ils ne sont pas alignés sur le positionnement écologique des véhicules électriques. Actuellement, 90 % des matériaux de l’industrie des véhicules électriques pour ces aimants (principalement du néodyme) proviennent de Chine. Depuis fin 2021, le prix de ces matériaux a augmenté d’environ 90 %. Il est prévu d’augmenter l’exploitation minière des terres rares aux États-Unis, mais compte tenu des précautions environnementales à prendre, ce ne sera toujours pas bon marché.
L’extraction et le raffinage du néodyme ont un impact considérable sur l’environnement. Les véhicules électriques sont censés être la réponse la plus verte aux véhicules à essence, donc ce n’est pas un bon aperçu lorsque l’extraction des aimants qui entrent dans un véhicule électrique peut être responsable de l’introduction de produits chimiques toxiques dans les cours d’eau.
Le problème est que la majorité des véhicules électriques sur la route utilisent encore ces moteurs à aimants permanents intérieurs (IPM). Actuellement, BMW et Nissan ont des véhicules en production qui utilisent des moteurs synchrones à excitation électrique (EESM) dans leurs véhicules. D’autres feront probablement le changement à un moment donné dans le futur. Lors d’une présentation, le vice-président senior de la DMD et de l’ingénierie de Tula, John Fuerst, a noté que les équipementiers travaillent en grande partie vers l’EESM pour leurs véhicules.
Toula
Pourtant, même avec leurs moteurs sans aimant, ni BMW ni Nissan n’ont créé de véhicule compatible DMD. Tula note que quelques modifications matérielles mineures doivent se produire, mais la majeure partie de la sauce secrète DMD se trouve dans le logiciel qui contrôle le moteur.
Le plus gros problème est de savoir comment forcer le moteur à pulser dans la zone idéale d’efficacité du véhicule. Chaque véhicule a un point auquel la vitesse et le couple du moteur sont alignés de manière à fournir la meilleure utilisation de l’énergie. À titre d’exemple, Tula a partagé un graphique montrant un point où un véhicule crée environ 75 lb-pi de couple à 3 000 tr/min. Si le véhicule roule à une vitesse qui utilise moins de couple, disons 25 lb-pi, le système DMD pulsera le moteur 20 fois par seconde tout en lui faisant produire 75 lb-pi de couple.
Plutôt qu’une livraison continue de puissance, c’est une livraison pulsée de puissance. Pour s’assurer que cela ne crée pas une expérience de conduite semblable à rouler dans un véhicule subissant une série de petits tremblements de terre, Tula a peaufiné le système pour réduire cette sensation.