Le logiciel de mesure de puissance augmente l’efficacité des moteurs EV sans aimant
L’astuce consiste à envoyer de l’électricité au moteur du véhicule électrique par impulsions plutôt qu’en continu.
Tula Technology, Inc. de San Jose, en Californie, s’est imposée avec le développement de Dynamic Skip Fire, une technologie qui permet aux moteurs d’éteindre et de rallumer des cylindres individuels pendant que le moteur tourne pour économiser du carburant lorsque la puissance de tous les cylindres n’est pas nécessaire.
Aujourd’hui, l’entreprise fait tourner les têtes avec une technologie qui apporte ce concept aux moteurs électriques des véhicules électriques. Le logiciel Dynamic Motor Drive (DMD) envoie la puissance au moteur électrique en impulsions mesurées plutôt qu’en flux continu, aidant le moteur à faire son travail avec le moins de puissance possible.
Les partenaires de moteurs à combustion de Tula, General Motors et Cummins, ont prouvé les avantages de Dynamic Skip Fire pour économiser respectivement l’essence et le diesel.
Un avantage potentiel clé du DMD est qu’il peut aider à faire des moteurs à réluctance sans aimant permanent des options plus viables pour les fabricants de véhicules électriques. Ceci est important car les constructeurs automobiles cherchent des moyens d’éliminer l’utilisation des métaux des terres rares utilisés dans les aimants de ces moteurs.
Avec ou sans aimants, Tula peut augmenter l’efficacité des moteurs électriques en les poussant dans leur zone de fonctionnement la plus efficace. « Lorsque le rotor parcourt les champs dans le stator, à des charges et à des vitesses moyennes, c’est à ce moment-là que l’efficacité est la plus élevée », a noté le vice-président senior de l’ingénierie de Tula, John Fuerst. « Chaque fois que vous demandez beaucoup ou un peu à une machine électronique, les choses empirent. »
À des charges légères, le DMD envoie le flux d’énergie au moteur, le forçant à travailler plus fort lorsque l’alimentation est allumée afin qu’il fonctionne dans sa condition de charge moyenne plus efficace. « Dans une application automobile, les machines électroniques passent du temps à des vitesses nettement inférieures à leur efficacité maximale », a déclaré Fuerst. La perte d’efficacité qui en résulte est d’environ 20 pour cent, a-t-il ajouté.
« Cette perte de 20 pour cent est l’opportunité de DMD », a souligné Fuerst. « À des niveaux de couple très élevés où vous poussez la machine assez fort, vous ne bénéficiez pas de l’avantage DMD. Toute la bande au bas de la carte charge/vitesse, de la vitesse nulle à la vitesse maximale, il y a une assez belle bande de couple inférieur.
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Tula Technologies, Inc.
John Fuerst, vice-président senior de l’ingénierie de Tula Technologies. |
La technologie de Tula peut récupérer environ la moitié de l’efficacité perdue ou environ dix pour cent de la consommation d’énergie à faible couple. Cela ne représente cependant qu’une partie de l’état de fonctionnement total, de sorte que l’avantage moyen se situe entre 2 et 3 pour cent.
Alors que 2 à 3% ne sont qu’un éclat et se traduisent par une autonomie supplémentaire de cinq milles pour un véhicule électrique de 200 milles, l’important est que le DMD soit une solution purement logicielle, il n’y a donc aucun coût matériel supplémentaire pour le véhicule à choisir. jusqu’à ces kilomètres supplémentaires d’autonomie.
Les moteurs à réluctance sans aimant ne sont pas aussi efficaces que le type actuel avec leurs métaux des terres rares. Le DMD peut cependant aider ces moteurs à combler le fossé, de sorte que la technologie est considérée comme une aide potentielle pour les constructeurs automobiles qui envisagent les moteurs à réticence comme un moyen d’éliminer les terres rares dans leurs moteurs électriques.
Les moteurs à réluctance assistés par DMD seront toujours en deçà des moteurs à aimants permanents, mais d’une marge plus étroite. Fuerst dit qu’il estime que l’élimination de ces aimants réduira le coût de ces moteurs de près de 1 000 $. « Nous allons économiser sur les coûts, mais nous allons abandonner quelques points d’efficacité. »
Certaines voitures sont en concurrence sur des marchés où l’efficacité et l’autonomie sont cruciales, elles ne conviendront donc pas aux moteurs à réluctance sans aimant permanent contrôlés par DMD. Mais pour ceux où le coût est une préoccupation plus importante que la plage absolue, il existe une opportunité, a déclaré Fuerst.
De plus, les perturbations de la chaîne d’approvisionnement ont illustré la vulnérabilité supplémentaire que chaque matériau ou composant supplémentaire ajoute à un produit, de sorte que la simplification peut réduire l’exposition à de telles perturbations.
Si ces problèmes récents de la chaîne d’approvisionnement ont incité les constructeurs automobiles à installer le logiciel de Tula, alors l’industrie pourrait être en mesure de respecter la date cible de production espérée par l’entreprise. Alors que Dynamic Skip Fire a mis quatre ou cinq ans pour atteindre la production en raison de la nécessité d’intégrer le logiciel de contrôle avec le matériel d’allumage, de carburant et de contrôle des soupapes, la solution uniquement logicielle de DMD devrait être plus rapide, a déclaré Fuerst. «Cela ressemble plus à 2-3 ans. Nous pensons à ’24. Peut-être plus tôt. »
