WHITEHEaD Motor – Weight reduced, HIgh TEmperature and High powEr Density Motor

WHITEHEaD Motor – Weight reduced, HIgh TEmperature and High powEr Density Motor

À propos de ce projet

Thème

Contexte

Sachant que près de 70% de l’énergie électrique de l’industrie est consommée par les moteurs électriques, la conception de machines plus efficientes fait l’objet de recherches dans de nombreux laboratoires. Ces travaux ont connu un essor notoire dans les années 2000 avec les labels d’efficience de l’ADEME et le programme « motor challenge ».

Paradoxalement, augmenter l’efficience des machines électriques industrielles par la réduction des pertes dans les circuits magnétiques et dans les bobinages a conduit à les redimensionner. Dans bien des cas, on constate, à technologie donnée, un accroissement de la taille et du poids des moteurs pour une puissance donnée.

Avec le développement de la mobilité électrique, cette évolution pose un défi majeur pour l’autonomie des véhicules : transporter moins de masse permet d’accroître l’autonomie à capacité de stockage donnée ou, en d’autres termes, réduire la masse d’éléments de stockage à autonomie donnée. Se pose donc la question suivante : comment réduire significativement la masse et le volume des machines électriques embarquées sans dégrader leur efficience ?

Objectif

L’objectif majeur porte sur la conception d’une machine à ultra-hautes puissances massique et volumique, puissances correspondant à des applications en milieu automobile à haute performances.

Le projet visera des résultats s’articulant autour de trois axes :

1- Proposer une machine qui affiche une puissance massique permanente correspondant aux puissances maximales actuellement affichées par les équipementiers. Qualitativement, il s’agira d’atteindre une puissance massique permanente de 8 kW/kg, carcasse incluse mais hors organe de refroidissement ;

2 – Envisager des puissances maximales en régime intermittent plus élevées grâce au système de refroidissement et la tenue à la température du bobinage ; ces performances seront à quantifier, au même titre que le rendement ;

3 – Offrir une compacité facilitant une intégration aisée pour une application donnée. Un véhicule de sport automobile constituera un bon support en termes de performances, d’intégration et de packaging.

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre le CRITT M2A et le LSEE.

Retombées

Au-delà du sport automobile, les solutions déployées pourront trouver des dérivées dans les applications de mobilité électrique à des échelles diverses. L’allégement des masses embarquées trouve un écho auprès des constructeurs de véhicules de série développant leur gamme de véhicules hybrides ou électriques ; la recherche de puissance massique très élevée constituera un attrait indéniable pour les équipementiers de l’aéronautique, comme du ferroviaire pour des applications aux échelles nationales ou urbaines.

(Photo: © Formula E / © SRT))