Plus puissant, plus compact et moins coûteux. Voilà la feuille de route de Renault pour la conception de son moteur électrique de nouvelle génération, un projet annoncé le 10 février. Le constructeur automobile reste fidèle à la technologie du moteur synchrone à rotor bobiné sans terres rares. Malgré son expertise dans le domaine, il compte co-développer ce nouveau système avec Valeo et Valeo Siemens eAutomotive.
« Cela nous permet d’aller plus vite et nous en avons besoin. Cela nous permet aussi de partager les frais de développement », a justifié Philippe Brunet, directeur des groupes motopropulseurs thermiques et électriques de l’Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi, lors d’une conférence de presse.
Renault souhaite produire à grande échelle le futur moteur dès 2027 dans son usine de Cléon (Seine-Maritime). « C’est une opportunité pour augmenter l’activité à Cléon », souligne Philippe Brunet. Le site assure déjà la fabrication des moteurs de la Renault Zoé et de la Mégane E-Tech électrique. « Le moment venu, en fonction des volumes, Valeo pourra aussi assembler ce moteur s’il le souhaite. Tout dépendra des clients et de leur localisation », ajoute le directeur.
Une moteur pour monter en gamme
En ce qui concerne les caractéristiques techniques, Renault et Valeo doivent encore se mettre d’accord sur le cahier des charges. Les deux entreprises annoncent déjà un moteur d’une puissance de 200 kW, contre 100 kW pour le moteur de la Renault Zoé et 160 kW pour celui de la nouvelle Mégane. « Nous voudrions atteindre 200 kW sans avoir de parties actives plus encombrantes. Cela veut dire mettre plus d’énergie dans le même volume », souligne Philippe Brunet.
« La nouvelle génération va nous permettre d’accompagner notre montée en gamme dans le segment C et C+ », préfigure Philippe Brunet. Rien n’est gravé dans le marbre mais le directeur évoque d’éventuelles utilisations à 800 volts. Une capacité qui se retrouve plutôt aujourd’hui dans le premium et le haut de gamme.
Des travaux sur la compacité
Renault et Valeo vont concentrer leurs travaux sur la réduction des coûts et la densité d’énergie. « Sur l’ensemble du groupe motopropulseur, nous visons une réduction des coûts de 30% par rapport à aujourd’hui. Ce partenariat n’est pas l’unique levier mais il doit y contribuer », explique Philippe Brunet.
Chaque industriel va travailler sur une pièce maîtresse du moteur. Renault assurera le développement et la production du rotor de technologie EESM (« Electrically Excited Synchronous Motor », ou moteur synchrone à excitation électrique). Le constructeur va aussi concevoir une architecture « tout-en-un » du groupe motopropulseur. « Dans les premières générations de véhicules électriques, le chargeur, l’onduleur et la partie moteur étaient séparés. Renault va tout mettre dans la même boîte pour gagner en poids et en volume. Nous développons aussi ce concept pour d’autres clients », détaille Xavier Dupont, président du pôle système de propulsion chez Valeo.
De son côté, l’équipementier automobile va développer et produire le stator, une partie statique du moteur. Sur cette pièce, l’équipementier a breveté des procédés innovants grâce à ses nombreux travaux dans le 48 volts. « Nous mettons des épingles à l’intérieur du stator. Cela permet d’avoir une densité de cuivre beaucoup plus forte qu’avec un bobinage », décrit Xavier Dupont, président du pôle système de propulsion chez Valeo. « Cela permet d’avoir soit plus de puissance, soit d’avoir un ensemble plus compact », ajoute Philippe Brunet.
Le moteur électrique, une compétence critique
Renault indique que Valeo pourrait proposer à ses propres clients le système de propulsion co-développé. L’accord n’est pas finalisé mais cette piste est relativement surprenante. Jusqu’à présent, les constructeurs automobiles ont plutôt cherché à internaliser le moteur électrique en le considérant comme une compétence critique.
Cette collaboration illustre en tout cas le renforcement de Valeo dans les moteurs électriques. Le jour même de cette annonce, l’équipementier a annoncé qu’il rachèterait à Siemens ses parts dans la coentreprise Valeo Siemens eAutomotive.
Un moteur sans terres rares
Les moteurs synchrones à rotor bobiné font partie des trois principaux types de moteurs électriques, avec les moteurs synchrones à aimants permanents et les machines asynchrones. « Un moteur peut tourner grâce au champ magnétique des aimants. Dans les moteurs à rotor bobiné, un courant électrique injecté dans le moteur crée ce courant magnétique », décrit Xavier Dupont. Parmi les avantages de cette technologie, Renault mentionne une meilleure efficacité à haut régime. Surtout, l’absence d’aimants permet de se passer de terres rares. « La demande en terres rares explose. Leur coût risque de s’envoler comme on le voit sur les batteries avec le cobalt ou le nickel. Au-delà du coût, il y a les conditions dans lesquelles ces terres rares sont extraites », détaille Philippe Brunet. Cette technologie reste toutefois gourmande en cuivre. « La demande de cuivre augmente mais ce n’est pas vraiment un problème grâce aux réserves disponibles », nuance Philippe Brunet. D’autres constructeurs automobiles ont suivi Renault dans cette voie, à l’image de BMW qui utilise un moteur à rotor bobiné dans l’iX.
