Observation et mesure de composants de véhicule électrique (EV) au microscope numérique

Caractéristiques des EV

• Écologique, car l’EV n’émet pas de gaz à effet de serre.
• Faible coût de carburant (électricité) relativement à la distance parcourue
• Performance d’accélération élevée
• Réduction du nombre de composants
• Entretien facile

Structure du moteur embarqué

Les EV sont équipés de moteurs à courant alternatif (CA) sans balai. L’absence de balai réduit le bruit tout en simplifiant la maintenance.

Rotor

Le rotor est un arbre de sortie qui entraîne les roues via un réducteur. Des aimants permanents sont utilisés.

Stator

Cette pièce génère la force de rotation du rotor. Elle transmet l’électricité à travers sa bobine en fonction de la rotation du rotor.

Capteur de position de rotation du rotor

Ce capteur détecte la position de rotation du rotor afin de transmettre le courant alternatif correspondant à la vitesse de rotation du rotor via la bobine du stator.

Types d’aimant permanent

Aimant en ferrite

Les aimants en ferrite sont bon marché et faciles à produire. Ils sont utilisés dans les moteurs à courant continu embarqués.

Aimant en néodyme

Les aimants en néodyme produisent une énergie magnétique au moins dix fois supérieure à celle des aimants en ferrite et sont employés dans les moteurs d’entraînement des EV. Les aimants en néodyme sont onéreux car ils sont constitués de terres rares. Solides, ils présentent toutefois l’inconvénient d'être sensibles à la chaleur et sujets à la rouille.

Structure du stator

Un stator se compose de couches de tôles d’acier électromagnétiques affichant chacune une épaisseur de 0,3 à 0,5 mm.
Des tôles d’acier électromagnétiques constituées de matériaux magnétiques souples sont utilisées afin de permettre une inversion instantanée des pôles magnétiques. Plus les tôles d’acier électromagnétiques sont fines, moins il y a de risque de génération de courants de Foucault. (Pertes d’énergie réduites) Les courants de Foucault peuvent également être réduits en appliquant un revêtement sur la surface des tôles pour les isoler les unes des autres.

UCM et onduleurs

Les UCM et onduleurs employés dans les EV présentent les caractéristiques suivantes :

UCM

L’UCM régule l’électricité qui traverse les bobines du stator en calculant le nombre de rotations et le couple optimaux. Le nombre de rotations est commandé via la fréquence et le couple via le courant.

Onduleur

L’onduleur est un composant qui convertit le courant continu fourni par les batteries en courant alternatif. Il ne se contente toutefois pas de cette conversion mais ajuste également la fréquence et la quantité de courant afin de réguler le nombre de rotations et le couple du moteur.