Le nouveau moteur électrique Audi: plus performant jusque dans les moindres détails

Pour illustrer l’originalité, Andreas Ruf montre ni plus ni moins qu’un disque en tôle. Il explique à l’observateur surpris: «Ce disque en tôle renferme tellement de technologie, c’est dingue. Il dirige de manière optimale le champ magnétique, les forces centrifuges élevées et le fluide de refroidissement à travers le rotor. Celui-ci transmet la force et constitue le cœur du moteur électrique». 

Andreas Ruf est chef de l’équipe système pour le système de mise à disposition du couple dans le domaine du développement technique chez Audi. Cet électrotechnicien titulaire d’un doctorat en conversion d’énergie électromagnétique est responsable du développement des entraînements d’essieu électriques, et donc aussi de ceux du moteur électrique Audi.

Le disque qu’il montre n’est qu’un des nombreux disques empilés les uns sur les autres. Dans le rotor, la partie tournante du moteur à aimants permanents, ils assurent entre autres une conversion d’énergie efficace. Et ce, avec aussi peu de courants de Foucault parasites que possible. Andreas Ruf: «Le rotor recèle de nombreuses optimisations détaillées. Nous utilisons par exemple un concept d’aimant triple couche qui rend le champ magnétique particulièrement sinusoïdal et minimise les pertes. Ou encore le refroidissement à huile direct dans la partie rotative, que personne d’autre que nous ne construit de cette manière, à ma connaissance».

L’efficacité, en termes de moteurs électriques, c’est le Saint Graal. Et Andreas Ruf, chef de l’équipe Audi, déclare avec assurance: «Aujourd’hui, je ne connais aucun moteur aussi performant que celui que nous développons nous-mêmes sur la plateforme PPE». Ce qui est fascinant dans un moteur électrique, c’est le retour direct, la puissance immédiatement disponible sous forme de couple instantané. Pour fournir le couple, il n’est pas nécessaire d’exécuter une série de processus comme pour un moteur à combustion. Cette efficacité liée au système est portée à son maximum dans le nouveau moteur électrique.

Le nouveau moteur électrique dont toutes les Audi sont équipées sur la plateforme PPE en tant que moteur d’entraînement sur l’essieu arrière cache plus d’une douzaine de brevets. Si vous optez pour une transmission quattro en option, vous disposez sur l’essieu avant d’une machine asynchrone électrique qui sert de boost et qui ne génère pas de pertes inutiles lorsqu’elle n’est pas utilisée. Mais le moteur principal est le diamant caché.

De nombreux petits détails contribuent au grand résultat final. Le carbure de silicium comme semi-conducteur dans l’électronique de puissance ou la lubrification à carter sec, technologies courantes dans le sport automobile, sont en revanche peu répandues dans un moteur destiné aux véhicules de série. En tant que moteur de 800 volts, il s’intègre dans le système de recharge premium. Et en parlant de premium, les ingénieurs/-es d’Audi ont réussi à optimiser l’acoustique du moteur de sorte qu’il n’émet quasiment aucun bruit.

Andreas Ruf: «Le succès de notre moteur est dû au fait que nous avons très tôt accordé la priorité à l’efficacité lors du développement. En effet, chaque kilomètre parcouru par un véhicule grâce à un moteur efficace, c’est-à-dire à une faible consommation, nous permet de réduire la taille de la batterie utilisée. Cela implique moins de matières premières, des économies de coûts, une réduction du poids et une plus grande efficacité globale».

Un secret du succès est certainement aussi que le moteur est entièrement développé par Audi. Afin d’atteindre une efficacité maximale, les ingénieurs/-es ont rédigé au début du développement, il y a plus de cinq ans, un plan audacieux en dix points comprenant des mesures sur la manière de concevoir le moteur du futur d’Audi. Cela a convaincu les décideuses et les décideurs. «Aussi absurdes que fussent nos idées, nous avons décidé ensemble de prendre ce risque et avons réussi à mettre en œuvre toutes les mesures», explique Andreas Ruf. Cet engagement inconditionnel a conduit au résultat final exceptionnel que l’on connaît. Monsieur Ruf fait l’éloge de l’équipe: «Tout le monde a dépassé ses limites. Les ingénieurs/-es doivent travailler en sortant de leur zone de confort. C’est source d’innovation et de progrès. Si tu n’oses pas le faire, tu te limites».

Au cours de la phase de développement, il s’est rapidement avéré que le moteur le plus performant de la gamme, initialement conçu en exclusivité pour les modèles Audi S, était aussi le plus efficace de tous. Plus de puissance pour moins de consommation? Ce qui bouleverse l’ancienne logique du moteur à combustion va parfois de pair avec l’électromobilité. Andreas Ruf: «Ce moteur puissant est utilisé aujourd’hui sur tous les modèles Audi entièrement électriques sur la plateforme PPE. Nous contrôlons l’étalement entre la puissance et le couple dans les différents véhicules via le logiciel. Toute la clientèle profite ainsi d’une efficacité particulièrement élevée».

Une question reste en suspens: où irons-nous demain et quelles améliorations pourrons-nous encore apporter? Andreas Ruf est optimiste: «Le développement des moteurs électriques pour la mobilité a fait des bonds plus importants au cours de la dernière décennie que durant tout le siècle précédent. Aujourd’hui, nous devons fabriquer ces innovations de manière encore plus durable». Bien qu’Audi réalise déjà des économies d’énergie considérables avec son moteur électrique actuel dans l’usine Audi de Györ et qu’elle réduise fortement l’utilisation de matières premières provenant de terres rares et lourdes, l’exigence d’optimisation continue est une étape importante vers l’avenir.