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12 Août, 2019

Le moteur électrique HET augmente massivement la puissance, le couple et l’efficacité, réduit le poids et la complexité.

Le moteur électrique HET augmente massivement la puissance, le couple et l’efficacité, réduit le poids et la complexité.

Une startup basée au Texas a levé 4,5 millions de dollars en capital de démarrage pour développer et commercialiser une remarquable technologie de moteur électrique. L’équipe père/fils affirme que cette conception permet de réduire massivement la taille et la complexité des groupes motopropulseurs électriques tout en augmentant considérablement l’efficacité et en doublant la puissance de couple.

Les voitures électriques ont d’étonnantes performances. Dans des essais au sprint, elles humilient régulièrement les voitures à moteur à combustion haute performance beaucoup plus chères qu’elles. Mais pour obtenir ce puissant couple au démarrage à partir de moteurs de petit diamètre et faciles à conditionner, la plupart d’entre elles utilisent des boîtes de vitesses. Pas des boîtes de vitesses multiples comme celles que vous utiliseriez avec un moteur à combustion, mais des boîtes de réduction à une vitesse conçues pour permettre aux moteurs électriques de tourner à un régime élevé et efficace tandis que les roues tournent plus lentement.

Ces boîtes de vitesses sont lourdes, complexes et coûteuses – et potentiellement inutiles, selon une équipe texane qui prétend avoir inventé un nouveau type de moteur électrique capable de simplifier radicalement la chaîne de traction électrique tout en offrant un rendement, un couple, une puissance et une autonomie supérieurs.

Linear Labs a complété une levée de fond de démarrage en avril de cette année, portant sur 4,5 millions de dollars pour développer sa propriété intellectuelle clé : la turbine électrique Hunstable (HET), Hunstable étant le nom de famille de ses deux fondateurs, Brad le PDG et père et Fred le Directeur Technique.

Le HET est un moteur électrique tridimensionnel à aimant permanent extérieur et à flux circonférentiel tridimensionnel avec des caractéristiques intéressantes. Pour démarrer, il fait tourner quatre rotors là où les autres moteurs en font généralement tourner un ou deux. Le stator est entièrement encapsulé dans un « tunnel de couple magnétique » à quatre côtés, chaque côté ayant la même polarité, s’assurant que tous les champs magnétiques sont dans la direction du mouvement, et qu’il n’y a pas d’extrémités inutilisées sur les bobines de cuivre qui gaspillent l’énergie. Tout le magnétisme créé par le système est donc utilisé pour créer le mouvement, et les quatre côtés du stator contribuent au couple à la sortie.

Il permet également d’affaiblir le champ d’une manière unique. L’affaiblissement du champ est utilisé pour augmenter le régime du moteur lorsqu’il fonctionne déjà à pleine tension, en réduisant le flux de champ – ce qui est généralement obtenu en injectant du courant supplémentaire dans une direction opposée. Cette injection de courant échange une vitesse supplémentaire contre un couple moteur et réduit l’efficacité du moteur. Le HET atteint l’affaiblissement du champ en faisant tourner l’une ou les deux plaques d’extrémité magnétiques désalignées, ce qui signifie que ce moteur peut atteindre une vitesse supplémentaire sans perte d’efficacité. En effet, l’efficacité globale grimpe à des vitesses plus élevées.

Là où la plupart des moteurs souffrent de pulsations de couple, ou de cogging (couple de frottement magnétique), à basse vitesse, qui pourraient faire décoller une voiture électrique de manière saccadée, le HET est capable de produire des impulsions de puissance se chevauchant autour du stator pour un couple énorme et doux à basse vitesse, puis de changer son mode de fonctionnement en regroupant les pôles ensemble lorsque la vitesse du moteur augmente. Cela agit presque comme une transmission électronique, émulant des modèles à six phases, triphasés, biphasés ou monophasés et permettant au moteur d’augmenter sa vitesse sans changer sa fréquence, sa tension ou ses niveaux de courant.

Le stator est enfermé dans un « tunnel de couple magnétique ».

Le résultat, selon Linear Labs, est un moteur vraiment remarquable qui produit deux à cinq fois la densité de couple, au moins trois fois la densité de puissance et au moins deux fois la puissance totale d’un moteur à aimants permanents de même taille.

Il élimine également le besoin de convertisseurs CC/CC et des boîtes de vitesses susmentionnées, ce qui réduit considérablement le coût total et le poids du véhicule, et l’entreprise affirme que l’efficacité inhérente du moteur à différentes vitesses, ainsi que les économies de poids qu’il permet de réaliser grâce à la réduction des composants, peuvent tirer environ 10-20 % plus d’autonomie d’un bloc batterie donné.

Il ne coûte pas plus cher à fabriquer qu’un moteur traditionnel, ni ne nécessite d’outillage spécialisé – et il peut être construit sans utiliser de métaux des terres rares si nécessaire. Il est facile à refroidir, du moins pour le stator, car il est possible de refroidir par liquide à l’intérieur des bobines de cuivre.

Il s’agit, bien sûr, d’énormes revendications. Et bien que Linear Labs les soutienne rapidement avec des citations d’experts indépendants, il y a un long chemin à parcourir entre l’idée perturbatrice et la commercialisation qui change le monde. L’entreprise dit qu’elle envisage d’implanter le moteur dans un prototype de scooter l’an prochain, et dans un prototype de voiture en 2021. L’entreprise voit un autre potentiel pour les moteurs dans les multirotors, les voitures volantes, la production d’énergie éolienne et les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation.

Il est également intéressant de noter que l’entreprise compare sa technologie à celle des moteurs à aimants permanents les plus performants du marché lorsqu’elle présente les chiffres ci-dessus – probablement pas les nouveaux moteurs synchrones à réluctance à aimants permanents hautement secrets que Tesla a conçus en interne pour le modèle 3, et qui ont été déployés sur le modèle S. En plaçant l’un d’entre eux à l’avant du modèle S et en laissant un moteur à induction régulier à l’arrière, Tesla obtient un moteur optimisé en puissance et en couple, et l’autre en efficacité et en autonomie, et en conduite normale, cela a donné une augmentation impressionnante de 10 % de l’autonomie pour la voiture comme système.

Ainsi, bien que Linear Labs ait obtenu d’excellents résultats d’essais et mobilisé les capitaux nécessaires pour aller plus loin, il reste à voir comment cela fonctionnera dans la pratique. Nous souhaitons bonne chance à cette petite entreprise qui s’efforce d’amener HET tech au niveau commercial.

https://www.linearlabsinc.com/