Au cœur du moteur des véhicules électriques, le fonctionnement repose sur un rotor constitué d’aimants. Pour éviter la démagnétisation, ces aimants doivent posséder un champ coercitif élevé, nécessitant l’utilisation de terres rares, comme le néodyme. Néanmoins, l’impact environnemental de l’extraction de ces éléments rares est considérable. C’est dans cette perspective que deux géants de l’industrie automobile, Valeo et Mahle, ont uni leurs compétences pour développer un système de chaîne de traction électrique sans aimant, nommé inner Brushless Electrical Excitation (iBEE). Cette technologie novatrice pourrait réduire de 40 % l’empreinte carbone d’une voiture électrique sur l’ensemble de son cycle de vie.
En 2021, Mahle, équipementier automobile basé à Stuttgart, en Allemagne, a résolu le problème de l’utilisation des terres rares avec un moteur à induction sans aimants. Contrairement aux moteurs conventionnels, le modèle de Mahle intègre un système MCT (Magnet-free Contactless Transmitter), permettant aux bobines de transmettre l’énergie de la batterie au rotor par induction, sans contact.
Selon l’entreprise, la configuration MCT garantit l’absence d’usure mécanique, promettant ainsi une durabilité exceptionnelle du moteur. Les ingénieurs de Mahle indiquent également que ce moteur peut atteindre un rendement supérieur à 95 %.
De son côté, Valeo, la multinationale française, a lancé en 2022 une initiative visant à concevoir des moteurs électriques sans aimants, sous le nom d’EESM (Externally Excited Synchronous Motor). Dans un communiqué, l’équipementier a évoqué deux objectifs : « premièrement, obtenir une architecture intégrée avec un nouveau stator et une technologie de refroidissement innovante pour augmenter de 30 % la densité de puissance par rapport aux moteurs actuels. Deuxièmement, réduire de 30 % l’empreinte carbone par rapport à un moteur électrique avec aimants (PMSM) ».
Pour étoffer son portefeuille de moteurs sans aimant, Valeo a déjà amorcé une collaboration avec le groupe Renault. Ensemble, ils développent le moteur électrique de pointe E7A. Ce moteur, en cours de développement, bénéficiera de l’expertise de Renault pour le rotor et de la technologie d’enroulement en cuivre de Valeo pour le stator. Son lancement est prévu pour 2027.
Un moteur révolutionnaire issu de deux expertises
Après sa collaboration avec Renault, Valeo s’est allié à Mahle pour améliorer les performances des moteurs électriques du segment supérieur. Xavier Dupont, directeur général de la Division Power de Valeo, a déclaré : « Cette coopération avec MAHLE est une alliance idéale. MAHLE développe le rotor EESM et son système d’excitation sans balais. Grâce à son expertise en électronique de puissance, Valeo fournit un contrôle dédié à ce moteur électrique et à ce système sans balais, intégré dans son onduleur ».
Dans le cadre de cette collaboration, les deux équipementiers mettent au point le nouveau moteur iBEE, combinant le rotor à induction sans contact de Mahle, l’onduleur à haut rendement et la technologie de contrôle moteur innovante de Valeo. Ce nouvel essieu iBEE promet des performances dépassant toutes les attentes avec une puissance pouvant atteindre 350 kW. Avec ce moteur, Valeo vise également à dépasser son objectif de réduction de 30 % de l’empreinte carbone sur les moteurs EESM.
« L’empreinte carbone devrait être réduite de plus de 40 % par rapport à un moteur électrique à aimant permanent de puissance équivalente », ont souligné Mahle et Valeo. Parallèlement, les deux géants travaillent sur un système de refroidissement pour « obtenir un ratio puissance continue/puissance crête exceptionnel ». Valeo et Mahle prévoient de terminer les premiers essais de prototype d’ici la fin de l’année. Si le calendrier est respecté, l’iBEE devrait être commercialisé dans les années à venir.