Pour se débarrasser des aimants permanents des moteurs électriques et donc réduire la dépendance aux terres rares sans perdre en performance, Tula a mis au point un procédé qui désactive le moteur électrique la moitié du temps. Le reste du temps, il lui impulse une forte charge.
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Il faudrait trois tonnes de déchets toxiquesdéchets toxiques pour produire les aimantsaimants nécessaires pour le moteur d'un véhicule électrique selon un rapport Harvard International Review datant de 2021. Avec la croissance des ventes de véhicules électriques, l'exploitation des terres raresterres rares utilisées pour la fabrication des véhicules électriques engendre des dommages environnementaux considérables. Ils sont doublés des problèmes d'éthiques liés à la gestion des travailleurs dans les mines. Avec l'augmentation exponentielle des besoins, le marché fluctuant de ces terres rares peut également entraîner des hausses brutales du prix de ces matièresmatières premières. Conséquence : une augmentation du coût de fabrication des véhicules électriques et au final, des voituresvoitures plus onéreuses.
Pour réduire cette dépendance aux terres rares, la société américaine Tula a trouvé un filonfilon avec sa technologie Dynamic Motor Drive (DMD). Pour se débarrasser des aimants sans perdre en performance, l'idée de Tula est de reproduire le principe de désactivation des cylindres des moteurs thermiques sous forme électrique. Pour un moteur thermique, il est possible de désactiver de manière courte un ou plusieurs cylindres. Ce procédé permet d'augmenter le rendement en les faisant fonctionner durant des intervalles plus courts avec des charges plus importantes. En mode électrique, c'est la même chose, le moteur électrique va fonctionner au double de sa charge pendant la moitié du temps. Autrement dit, on coupe le moteur de façon alternative durant de courts intervalles, puis on injecte d'énormes impulsions sur un temps équivalent.
Le procédé de Tula désactive le moteur la moitié du temps. Et le reste du temps, la charge est doublée. © Tula
Des algorithmes pour optimiser le rendement
Cette mécanique est rythmée par des algorithmes et fonctionne sur des moteurs dits synchrones à excitation électrique (EESM). Ces moteurs sont totalement dénués d'aimants. Renault et Valeo SiemensSiemens eAutomotive, par exemple, ont mis au point ce genre de moteur. On devrait les voir sur les voitures de la marque dès 2027.
De son côté, le système DMD de Tula vient améliorer les performances de ce type de motorisation. Au final, les gains sont même supérieurs à ceux des moteurs à aimants permanents. L'autre atout du DMD, c'est son efficacité énergétique. Même si le rendement d'un véhicule électrique peut atteindre des pics à 90 %, dès que le moteur sort de sa plage de rendement maximal, les pertes d'énergiesénergies sont importantes. Sur ce point, le procédé de Tula augmente l'efficacité du moteur de deux à trois pour cent. Cela n'a pas l'airair grand-chose, mais cumulées, les économies d'énergie pourraient atteindre l'équivalent de la production d'environ cinq centrales électriques au charboncharbon en considérant le parc de véhicules électriques à l'horizon 2030. Le système de Tula a déjà été intégré à une Chevrolet Bolt durant l'été dernier. Les tests ont pu démontrer son efficacité. Le groupe est également en train de concevoir un moteur EESM pour le tester sur une TeslaTesla Model 3. Pour ce qui est du comportement routier, les premiers testeurs affirment que les impulsions et coupures du moteur sont totalement imperceptibles.
