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Apr 18, 2023

IDTechEx : les moteurs à refroidissement par huile sont devenus la forme dominante sur le marché des voitures électriques au 1S 2022

Au premier semestre 2022, les moteurs à refroidissement par huile sont devenus la forme dominante dans

Au premier semestre 2022, les moteurs à refroidissement par huile sont devenus la forme dominante sur le marché des voitures électriques, prenant 50% de part de marché, selon un rapport d'IDTechEx. L'inconvénient du refroidissement de l'huile est l'ajout de composants supplémentaires et généralement, le circuit eau-glycol existe toujours pour évacuer la chaleur de l'huile et interagir avec le reste du système thermique du véhicule.

Malgré cela, les avantages en termes de performances l'emportent sur la complexité, déclare IDTechEx. IDTechEx prévoit que le pétrole gagnera une part de marché encore plus grande, les moteurs refroidis par chemise d'eau restant de manière significative.

Le refroidissement par huile est devenu la forme dominante de refroidissement des moteurs pour les voitures électriques en 2022. Source : IDTechEx - "Thermal Management for Electric Vehicles 2023-2033"

La technologie de gestion thermique des véhicules électriques est essentielle pour maintenir les différents composants en fonctionnement à la température optimale. Le refroidissement actif avec des réfrigérants de type eau-glycol est la stratégie de gestion thermique dominante pour la batterie. Mais alors que la température de fonctionnement optimale pour la batterie est similaire à celle d'un humain (~15-30°C), les températures de fonctionnement optimales pour les moteurs et l'électronique de puissance sont plus élevées, avec un fonctionnement souvent supérieur à 60°C.

Cela signifie généralement que les moteurs et l'onduleur sont sur un circuit de refroidissement séparé de la batterie, bien que ceux-ci puissent interagir pour transférer de la chaleur entre eux pour une efficacité optimale du véhicule. La gestion de la chaleur dans le moteur varie d'un fabricant à l'autre, les options étant généralement segmentées en moteurs refroidis à l'eau-glycol et/ou à l'huile.

Une chemise d'eau est une méthode couramment utilisée dans laquelle le liquide de refroidissement eau-glycol s'écoule dans une chemise autour de l'extérieur du stator. Cela aide à refroidir les enroulements de cuivre dans le stator qui génèrent les champs électriques utilisés pour entraîner le rotor. Certains ont adopté des géométries alternatives de refroidissement par eau; par exemple, Audi utilise un canal refroidi par eau à travers le centre du rotor ainsi que la chemise d'eau, permettant un contrôle thermique plus efficace du rotor.

La principale limitation de l'eau glycolée est sa conductivité électrique; cela limite son utilisation de sorte qu'il ne peut pas être utilisé en contact direct avec des composants électriques. C'est là qu'intervient le refroidissement de l'huile.

L'huile peut être utilisée dans le moteur électrique pour refroidir directement les enroulements du rotor ou du stator. Cela peut être fait dans quelques géométries et la chemise d'eau peut rester, mais l'avantage primordial est que le contact direct signifie que la chaleur peut être évacuée plus efficacement des composants internes du moteur, et l'huile assure également la lubrification. Si la chemise d'eau est éliminée, cela peut également conduire à un moteur plus petit et donc plus dense en puissance.

Onduleurs. Alors que le refroidissement par huile est désormais la stratégie thermique dominante pour les moteurs électriques, les IGBT Si ou MOSFET SiC des onduleurs sont presque toujours refroidis par des plaques froides eau-glycol sur un ou les deux côtés des modules onduleurs. Cependant, il y a eu un certain intérêt pour le refroidissement direct de l'huile de l'onduleur.

Comme l'onduleur est généralement intégré au moteur dans une unité d'entraînement, on pourrait imaginer que la suppression du besoin d'une boucle eau-glycol dans l'unité d'entraînement simplifierait le système d'entraînement tout en offrant les avantages du refroidissement direct de l'huile dans le moteur et l'onduleur. , note IDTechEx.

Un consortium a été formé pour étudier cette stratégie. Le projet s'appelle SingleOilCnL et vise à développer des systèmes d'entraînement à plus haute densité en éliminant le système eau-glycol et en refroidissant le moteur et l'onduleur directement avec l'huile de lubrification. Ce projet comprend Dana, Diabatix, Lubrizol, Siemens et Flanders Make. Le projet a débuté en septembre 2020 et devrait se poursuivre jusqu'en août 2023.

IDTechEx pense qu'il s'agit d'une approche prometteuse, d'autant plus que le marché des véhicules électriques continue de se développer vers une transmission intégrée plus efficace. Bien que cette approche n'ait pas été adoptée et qu'IDTechEx ne s'attende pas à ce qu'elle devienne la stratégie dominante dans un avenir proche, cette approche est prometteuse.

IDTechEx prévoit que les marchés des véhicules électriques terrestres, maritimes et aériens généreront 2,6 billions de dollars américains d'ici 2042, donc même si le refroidissement à l'huile ne prend qu'une très petite part de marché, il peut encore présenter des opportunités importantes pour les formulateurs et fournisseurs de matériaux, note la société.

Publié le 30 janvier 2023 dans Contexte du marché, Électrique (Batterie), Moteurs | Lien permanent | Commentaires (0)