EnduroTemp® 260+ incarne une technologie révolutionnaire

Dans les discussions professionnelles, l'expression « technologie disruptive » est en passe d'atteindre un point de saturation en tant que mot à la mode. Dans la pratique, cependant, la technologie disruptive n'en est qu'à ses débuts.

Le Centre d'innovation MagForceX® d'Essex Magnet Wire est un collectif axé sur le service, composé d'ingénieurs et de scientifiques titulaires d'un doctorat, d'un master ou d'une licence, qui s'appuient sur une approche collaborative pour concrétiser leurs idées. Le Centre a déjà entamé des collaborations avec de nombreux clients stratégiques afin de développer des produits et des technologies innovants destinés à façonner l'avenir.

Son premier produit, l'EnduroTemp® 260+, a récemment été présenté au salon CWIEME de Berlin et devrait redéfinir les capacités des moteurs de traction utilisés dans les véhicules électriques hybrides, les véhicules électriques hybrides rechargeables, les moteurs et actionneurs aérospatiaux, ainsi que dans des applications industrielles telles que le pompage en fond de puits, l'exploration pétrolière ou le gaz naturel.

« Je pense qu’il s’agit d’un produit révolutionnaire », a déclaré Matthew Leach, vice-président chargé de l’innovation et directeur du centre d’innovation MagForceX® d’Essex. « C’est sans aucun doute une véritable révolution pour notre entreprise, car il s’agit du produit résistant aux températures les plus élevées que nous ayons jamais proposé. Si l’on compare ses performances à celles de nos produits traditionnels, il offre des performances nettement supérieures dans pratiquement tous les domaines que nous avons examinés. »

EnduroTemp® 260+ est un film isolant fin destiné à prolonger la durée de vie des moteurs de traction dans les applications de transport critiques. Il a été spécialement conçu pour résister à des températures de fonctionnement plus élevées, avec une résistance thermique de 265 °C, la meilleure du secteur. Ce produit protège également le moteur contre la détérioration provoquée par les composants électroniques de puissance modernes qui le commandent.

Le phénomène des décharges partielles et de l'effet corona nuisible — deux problèmes de longue date qui endommagent l'isolation des variateurs de fréquence à courant alternatif — a incité M. Leach, son équipe et leurs partenaires à s'atteler à la mise au point d'une technologie révolutionnaire.

M. Leach a déclaré que le fait de disposer d'une équipe cumulant plus de 135 ans d'expérience dans le domaine des fils magnétiques, dont six titulaires d'un doctorat, avait permis de réaliser cette découverte plus facilement que ce qu'autres avaient pu accomplir au cours des 30 dernières années.

« Je pense que c’est une combinaison d’expérience et d’expertise en matière d’applications que seule notre équipe possède aujourd’hui, où un expert en applications ou un expert en moteurs travaillait au quotidien avec le chimiste spécialisé dans les polymères. L’inventeur de ce produit a plus de 40 ans d’expérience dans ce secteur. Ainsi, ce chimiste de R&D a véritablement compris la nature de ce besoin au fil du temps, et a réellement conçu cette idée de la nécessité d’une température plus élevée en collaborant avec l’un de nos experts en applications », a déclaré M. Leach. « Ils ont commencé à discuter, et : « Et si… ? » « Et si vous pouviez faire cela ? » Et l’expert en chimie a répondu : « Je peux le faire. »

« Ils ont commencé à mener diverses expériences, en testant en réalité un grand nombre de matériaux et de formulations différents, et le fruit de ce travail, qui a nécessité des années d’efforts, a abouti à ce produit. C’était à la fois le résultat d’un savoir-faire, d’une expérience, mais aussi simplement de la capacité à mettre au point certaines de ces formulations. C’est en quelque sorte la combinaison de ces trois éléments qui nous a permis d’aboutir à cette formulation. »

Les progrès technologiques réalisés pour améliorer le rendement des véhicules à propulsion électrique, ainsi que les exigences de performance accrues imposées aux moteurs de traction et aux générateurs, entraînent une aggravation exponentielle de l'usure.

Les concepteurs ont été contraints d'utiliser des systèmes de régulation de vitesse par électronique de puissance (« onduleurs ») fonctionnant à des tensions plus élevées et à des fréquences de commutation plus rapides pour entraîner les moteurs, ce qui soumet les enroulements de ces derniers à des contraintes importantes.

L'EnduroTemp® 260+ fait ses preuves là où les isolants de bobinage classiques utilisés pour les moteurs standard cèdent dans des conditions similaires en l'espace de quelques heures seulement.

Cette application est particulièrement adaptée au secteur des transports, et pas uniquement aux voitures, puisqu'elle peut concerner des véhicules tout-terrain ou des engins miniers lourds. Elle constitue également une solution idéale pour les applications aérospatiales exigeantes. Les enroulements résistants aux hautes températures seront exposés à de nombreux environnements différents.

M. Leach a déclaré que le produit EnduroTemp® 260+ est conçu pour faire face à des situations auxquelles d'autres produits ne peuvent tout simplement pas faire face.

« Lorsqu’un concepteur de moteurs met au point un moteur de traction à haute température pour un véhicule, il va le tester dans des conditions extrêmes, allant de la chaleur du désert de Mojave au froid et à l’altitude des Rocheuses, dans le Colorado. Il le soumettra à des essais particulièrement rigoureux », a-t-il déclaré. « La plupart des pertes dans un moteur se traduisent par un dégagement de chaleur. Ainsi, plus vous sollicitez ce moteur pour obtenir davantage de puissance et de couple dans un format plus compact, plus la quantité de chaleur potentiellement générée est importante. Ce système d’isolation peut donc résister à des températures bien plus élevées que n’importe quel autre produit actuellement disponible sur le marché. »

« EnduroTemp® 260+ offre au concepteur de moteurs la possibilité d'augmenter légèrement la densité de courant dans ce moteur, ce qui entraîne une température de fonctionnement légèrement plus élevée ; toutefois, le système d'isolation résistera à cette température et dissipera la chaleur bien plus rapidement que les isolants standard. »

Le Centre d'innovation MagForceX® propose à ses clients des services de laboratoire, des travaux de recherche dans de nombreux domaines, ainsi que des études de projet. Il dispose d'installations entièrement équipées, dotées d'outils de pointe qui garantissent des résultats.

Les principaux domaines d'activité sur lesquels le centre se concentre comprennent la conception de moteurs et les technologies d'ingénierie spécifiques aux applications HEV/EV, le développement et la conception d'équipements destinés au marché industriel, ainsi que les technologies de rupture visant à faire évoluer les performances des fils magnétiques et de leurs systèmes d'isolation.

M. Leach a déclaré que, quel que soit l'objectif de ses clients, la meilleure approche est celle fondée sur la collaboration.

« Je recommanderais à toute personne chargée de concevoir une nouvelle application ou un nouveau moteur de considérer la proposition de valeur dans son ensemble », a-t-il déclaré. « On ne peut pas se contenter d’examiner le coût des matériaux pris isolément. Il faut se demander : qu’est-ce que cela va apporter ? Quel est le coût total de possession ? Donc, encore une fois, ce produit, qui offre de meilleures performances et une durée de vie plus longue, pourrait potentiellement réduire le nombre de réclamations au titre de la garantie à long terme. »

« Nous disposons d’un expert titulaire d’un doctorat spécialisé dans les systèmes d’essai et d’isolation. Il possède donc une expertise dans le domaine des essais sur les applications haute tension, ainsi que de nombreuses années d’expérience dans le secteur de la haute tension. Vous disposez désormais d’un expert en moteurs, d’un expert en isolation et en essais, ainsi que d’un chimiste spécialisé dans les polymères, tous travaillant sur le même problème. Cela permet un transfert de connaissances bien plus rapide et une meilleure mise à profit des talents et des connaissances de chacun, ce qui aboutit véritablement à la création de nouveaux produits. »

Pour plus d'informations sur les services proposés, rendez-vous sur le site du Centre d'innovation MagForceX®.