En route vers 2030: l’état de la technologie actuelle et ce qui est nécessaire pour l’avenir
Quelle est la qualité des moteurs électriques et de l’électronique de puissance d’aujourd’hui?
La dernière génération de moteurs AC sans balais (machines électriques) a généralement une efficacité maximale d’environ 95%. Cela signifie que 95% de l’électricité fournie à la machine est convertie en couple et que 5% seulement disparaît à cause de la chaleur, du frottement et des pertes électriques. Il en va de même pour les onduleurs qui transforment le courant continu de la batterie en courant alternatif pour la machine par commutation électronique. Ils fonctionnent généralement à une efficacité comprise entre 95% et 100%, mais cela s’améliore à mesure que les fabricants accordent plus d’attention aux subtilités de la conception des machines électriques et de l’électronique de puissance. Un exemple est l’utilisation d’enroulements en épingle à cheveux (bandes de cuivre étroitement tassées) remplaçant les bobines de fil traditionnelles pour rendre les moteurs plus petits et plus faciles à fabriquer. Les onduleurs de traction, qui contrôlent un moteur EV, font également l’objet d’un examen minutieux, et les nouveaux modèles émergents sont plus petits, plus légers et plus puissants.
Qu’est-ce que la Formule E nous a appris?
Les voitures de Formule E utilisent essentiellement le même type de batterie au lithium-ion, d’inverseur, de moteur et de technologie de transmission que n’importe quel véhicule électrique routier, et chaque voiture est véritablement un outil de recherche mobile pour tirer le meilleur parti de chaque partie du système. En Formule E, les entreprises développant la technologie sont issues du grand public et comprennent des sociétés de semi-conducteurs, des développeurs de logiciels, des sociétés de réseau de charge (comme ABB, un sponsor majeur de la série) et des partenaires bien connus tels que Bosch, l’acquisition de connaissances est donc précieuse. .
Les voitures Gen3 (saison 2022/23) seront spectaculairement avancées, avec des règles comprenant une charge rapide de 600 kW pendant les arrêts au stand et une puissance en mode qualification / attaque de 350 kW. Le freinage par récupération produira une répartition de 600 kW entre les essieux avant et arrière.
Combien de performances (puissance et autonomie) peuvent être extraites des batteries et comment développer les algorithmes logiciels pour ce faire, gestion thermique de l’ensemble du système électrique, améliorations de la puissance et de l’efficacité du moteur d’entraînement et du logiciel qui les contrôle, plus un onduleur amélioré et la conception des semi-conducteurs, y compris le logiciel de contrôle du moteur qui va avec, sont tous utiles pour les véhicules électriques sur route.
Y a-t-il un avenir pour les carburants synthétiques? Certains disent qu’ils peuvent être négatifs en carbone. Est-ce vrai?
Ce n’est un secret pour personne que le moyen le plus rapide de réduire les émissions de CO2 sur l’ensemble d’une flotte (comme tous les véhicules d’un pays ou du monde) est de changer le carburant des véhicules existants. Interdiction des moteurs à combustion sur les voitures neuves ou non, les voitures conventionnelles existent encore longtemps, et il y en a 1,4 milliard dans le monde. Le biocarburant et le carburant synthétique peuvent tous deux réduire le CO2, mais ce sont des choses très différentes. L’éthanol (mélangé à de l’essence) est un alcool fabriqué à partir de la fermentation des cultures, tandis que le biodiesel est fabriqué à partir de diverses sources, notamment des huiles végétales, des huiles de cuisson usées et des graisses. L’essence mélangée avec 5% d’éthanol (E5) et le diesel avec 7% de biodiesel (B7) est déjà en vente au Royaume-Uni et l’essence E10 devrait être introduite cette année. Les biocarburants durables réduisent le CO2 simplement en remplaçant les combustibles fossiles pour réduire les émissions d’échappement, mais cela repose sur une production et une distribution de biocarburants neutres en carbone.