ZF présente un moteur électrique à 30 000 tr/min, plus compact et moins gourmand en aimants

ZF dévoile un moteur électrique capable de tourner à 30 000 tr/min, presque deux fois plus vite que les blocs actuels, avec à la clé un ensemble plus compact, plus léger et nettement moins gourmand en aimants en terres rares.

L’équipementier allemand ZF Friedrichshafen, connu pour ses boîtes de vitesses et ses essieux électriques, a levé le voile sur un nouveau groupe motopropulseur compact baptisé High Revolution Drive. Il vise les voitures électriques de puissance moyenne, autour de 150 à 200 kW, avec une mise en production à l’horizon 2030.

Derrière le régime spectaculaire se joue une stratégie très pragmatique : alléger et simplifier la chaîne de traction. Le groupe, qui a réalisé 43,8 milliards d’euros de chiffre d’affaires en 2022, en hausse de 14 % sur un an, chiffre parmi les poids lourds de l’équipement automobile. Il employait déjà 138 300 salariés en 2015.

Un bloc 3-en-1 de 200 kW qui réunit moteur, électronique et transmission

Dans sa version de démonstration, le High Revolution Drive se développe jusqu’à 200 kW, soit environ 272 ch. Il s’agit d’un entraînement 3-en-1 qui regroupe dans un seul bloc le moteur, l’onduleur et une boîte de vitesses à deux étages.

Cette transmission affiche un rapport d’environ 18:1 et délivre jusqu’à 3 500 Nm de couple aux roues, un niveau qui place clairement l’ensemble dans la catégorie des SUV et familiales électriques de milieu de gamme.

Le bloc reste compatible avec les architectures 400 V comme 800 V, ce qui facilite son intégration sur les plateformes multi-tension déjà en développement chez les constructeurs. ZF annonce un rendement voisin de 93 %, comparable à celui de ses entraînements électriques existants malgré le régime nettement plus élevé.

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Pourquoi 30 000 tr/min diminue la taille, le poids et la masse d’aimants

La puissance d’un moteur dépend de la fois du couple et de la vitesse de rotation. En faisant tourner le rotor quasiment deux fois plus vite qu’un bloc classique de même puissance, ZF peut réduire le couple nécessaire au niveau du moteur pour atteindre les 200 kW.

Le moteur devient donc plus petit, avec un rotor et un stator de diamètre réduit, moins de matière, moins de cuivre et surtout moins d’aimants. Comparé à un système ZF SELECT de 200 kW limité à environ 18 000 tr/min, le nouveau bloc occuperait environ 25 % de volume en moins, tirerait 25 % de moins et utiliserait jusqu’à 50 % de masse d’aimants en moins.

Réduisez d’environ 50 % la masse d’aimants pour un moteur de 200 kW aide à contenir les coûts matière sur des volumes importants et à diminuer la dépendance à certains fournisseurs asiatiques. D’autres équipementiers travaillent sur des moteurs à très haute vitesse, mais ZF combine ici régime élevé, compacité et intégration à sa plateforme modulaire SELECT.

2030 en ligne de mire, un levier de coût pour les VE de gamme moyenne

Faire tourner un ensemble à 30 000 tr/min ne va pas de soi. Les contraintes de bruit, de vibrations et de fiabilité deviennent plus sévères pour les roulements, l’équilibrage du rotor et la lubrification. ZF a mis en avant son expérience dans les transmissions pour maîtriser ces points, et l’intégration 3-en-1 limite le nombre d’interfaces, ce qui simplifie la production.

Pour l’automobiliste, un groupe motopropulseur plus léger peut signifier un peu plus d’autonomie, ou la possibilité d’embarquer une batterie identique dans un véhicule globalement moins lourd. La production de série est planifiée au plus tard pour 2030 : c’est à cette échéance que les conducteurs européens devraient découvrir ce type de moteur sur les modèles de gamme moyenne.

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Conclusion

Avec son High Revolution Drive à 30 000 tr/min, ZF démontre que la miniaturisation des moteurs électriques constitue l’un des leviers les plus prometteurs pour améliorer l’autonomie des véhicules tout en réduisant leurs coûts de fabrication. En combinant un gain de masse de 25 % et une baisse de moitié des aimants critiques, l’équipementier allemand prépare les standards industriels de la décennie prochaine.