Façonner la mobilité de demain : Exploration des progrès des groupes motopropulseurs des véhicules électriques et de la suprématie du marché Asie-Pacifique

INTRODUCTION

Le groupe motopropulseur d'un véhicule est responsable de la génération de la puissance nécessaire pour faire bouger ses roues. Les véhicules électriques sont dotés d'un système de groupe motopropulseur beaucoup plus simple, comprenant un nombre de composants bien plus faible que ceux des véhicules équipés d'un moteur à combustion interne. Généralement, le groupe motopropulseur d'un VE se compose d'un bloc de batteries, d'onduleurs pour le transfert de puissance et d'un ou plusieurs moteurs électriques connectés par une transmission finale. Les véhicules hybrides et les véhicules hybrides rechargeables intègrent des composants supplémentaires dans le groupe motopropulseur, tels qu'un moteur à combustion interne, une transmission dédiée et un système d'échappement. Selon le rapport publié par UnivDatos Market Insights, le marché mondial des groupes motopropulseurs pour véhicules électriques s'élève à 235,7 milliards de dollars américains et devrait atteindre 1 725,1 milliards de dollars américains d'ici 2030.

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Fig. 1. Ventes mondiales de différents véhicules électriques, 2010-2022

Le secteur des véhicules électriques (VE) a connu une croissance remarquable ces dernières années, grâce aux progrès technologiques et à une conscience environnementale accrue. Le groupe motopropulseur est au cœur de cette révolution, le système complexe responsable de la transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique pour la propulsion.

Figure 2 : Composant du groupe motopropulseur d'un véhicule électrique avec une part en % en termes de prix

BATTERIES

La base de tout groupe motopropulseur de véhicule électrique réside dans la batterie, et avec l'émergence des batteries lithium-ion, il y a eu une révolution dans le paysage des VE. Cela a entraîné une plus grande densité énergétique, des capacités de charge améliorées et des durées de vie plus longues, ce qui a permis d'étendre l'autonomie des véhicules électriques. Alors que la technologie des batteries continue d'évoluer avec l'exploration des batteries à semi-conducteurs et d'autres développements de pointe, on peut s'attendre à des progrès encore plus importants en termes d'autonomie, de vitesse de charge et de réduction des coûts.

Figure 3 : Aperçu des batteries des véhicules électriques

MOTEURS EFFICACES

L'efficacité des moteurs est essentielle pour maximiser le potentiel des véhicules électriques. Les moteurs synchrones à aimant permanent (PMSM) sont devenus l'option privilégiée car ils sont réputés pour leur rendement élevé, leur taille compacte et leurs caractéristiques de couple. Les récentes avancées dans la conception des moteurs, telles que l'intégration de matériaux avancés et l'optimisation des configurations d'aimants, ont permis d'augmenter la puissance de sortie et d'améliorer l'efficacité globale. En outre, grâce à l'intégration d'algorithmes de contrôle du moteur et de logiciels prédictifs, il est possible d'obtenir une accélération plus fluide, un freinage régénératif et un contrôle précis du couple, ce qui se traduit par une expérience de conduite optimale.

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ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE

L'électronique de puissance constitue un lien essentiel entre la batterie, le moteur et les autres composants du groupe motopropulseur. Ces systèmes électroniques, tels que les onduleurs, les convertisseurs et les contrôleurs de moteur, gèrent efficacement le flux d'énergie électrique, optimisant ainsi l'efficacité et les performances. Le développement de l'électronique de puissance a permis de réduire les pertes d'énergie, d'améliorer la gestion thermique et d'augmenter la densité de puissance, ce qui a permis d'obtenir des groupes motopropulseurs plus économiques et plus compacts. En outre, les innovations dans les semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC) et en nitrure de gallium (GaN) devraient révolutionner l'électronique de puissance, en facilitant des vitesses de commutation plus élevées et des pertes réduites.

LOGICIEL INTELLIGENT

Les solutions logicielles intelligentes sont devenues essentielles à l'évolution du groupe motopropulseur. Des algorithmes avancés et des techniques d'apprentissage automatique peuvent optimiser l'efficacité du groupe motopropulseur, s'adapter aux conditions environnementales changeantes et améliorer les performances. En s'appuyant sur des données en temps réel et en analysant le comportement du conducteur, les commandes prédictives permettent une utilisation optimale de l'énergie, une maintenance prédictive et des expériences de conduite personnalisées. Alors que le secteur continue d'adopter la connectivité et l'intégration véhicule-réseau, les développements logiciels resteront essentiels pour l'avancement de l'optimisation du groupe motopropulseur et de la gestion intelligente de l'énergie.

ANALYSE RÉGIONALE

Selon le rapport publié par UnivDatos Market Insights sur le marché mondial des groupes motopropulseurs pour véhicules électriques, la région Asie-Pacifique domine ce marché, puisqu'elle a presque conquis 59,2 % des parts de marché en 2022 et qu'elle devrait dominer le marché en 2030 avec une part de marché d'environ 63,4 %. La demande de batteries pour véhicules électriques dans la région Asie-Pacifique croît rapidement en raison de plusieurs facteurs, notamment les politiques gouvernementales, les avancées technologiques, les investissements des fabricants de batteries et la croissance économique. En outre, la région est le plus grand marché automobile au monde, et les gouvernements de pays tels que la Chine, le Japon et la Corée du Sud encouragent activement l'adoption de véhicules électriques afin de réduire la pollution atmosphérique et les émissions de carbone. Il en résulte une demande accrue de véhicules électriques, ce qui a entraîné une demande de groupes motopropulseurs pour véhicules électriques. L'adoption de batteries pour véhicules électriques (VE) augmente rapidement dans la région Asie-Pacifique en raison d'une sensibilisation accrue à la pollution atmosphérique et aux risques sanitaires qui y sont associés. Certaines régions de la région Asie-Pacifique ont connu des niveaux alarmants de pollution atmosphérique, et l'adoption de VE s'est avérée efficace pour réduire les émissions et améliorer la qualité de l'air. La Chine, par exemple, s'est fixé pour objectif que les ventes de véhicules à énergie nouvelle représentent 20 % des ventes de voitures neuves d'ici 2025. En outre, la forte adoption des groupes motopropulseurs de VE se traduit par un large éventail de modèles de VE abordables. Au cours des dernières années, de nombreux constructeurs automobiles, tels que Hyundai et Kia, ont commercialisé des modèles de VE rentables avec des autonomies plus importantes et des capacités de charge plus rapides, ce qui les rend plus attrayants pour les acheteurs.

Fig. 4 : Analyse comparative des parts de marché des groupes motopropulseurs de véhicules électriques entre 2022 et 2030.

ÉLIMINATION DES MOTEURS À COMBUSTION INTERNE ET PASSAGE AUX VÉHICULES ÉLECTRIQUES

L'une des préoccupations les plus importantes auxquelles le monde ait jamais été confronté est la modération du changement climatique par la réduction des émissions de carbone. L'innovation technologique joue un rôle essentiel dans la résolution de ce défi, incitant les puissances industrielles anciennes et nouvelles à réformer leurs cadres politiques afin d'encourager les investissements et l'innovation à faible émission de carbone. Pour que les VE contribuent à la réduction des émissions des véhicules, il est nécessaire de les intégrer dans les systèmes électriques, de décarboniser la production d'électricité, de déployer une infrastructure de recharge et de fabriquer des batteries durables. Pour atteindre cet objectif, plus de 20 pays ont annoncé la suppression progressive des ventes de voitures à moteur à combustion interne (MCI) dans un délai de 10 à 30 ans, les économies émergentes telles que le Cap-Vert, le Costa Rica et le Sri Lanka étant parmi les adoptants. S'appuyant sur cela, plus de 120 pays (représentant environ 85 % du parc mondial de véhicules routiers, à l'exclusion des deux/trois roues) ont présenté des engagements de zéro émission nette dans les décennies à venir.

Figure 5 : Interdictions des moteurs à combustion interne ou objectifs d'électrification

CONCLUSION

Selon le rapport publié par UnivDatos Market Insights sur le marché mondial des groupes motopropulseurs pour véhicules électriques, le marché des groupes motopropulseurs pour véhicules électriques devrait connaître une croissance significative dans les années à venir, grâce aux progrès de la technologie des batteries, des moteurs efficaces, de l'électronique de puissance et des solutions logicielles intelligentes. Le moment est venu d'approfondir les détails complexes du marché des groupes motopropulseurs pour véhicules électriques. Les batteries, les moteurs, l'électronique de puissance et les solutions logicielles fonctionnent en tandem pour alimenter la transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique pour la locomotion. En outre, les batteries lithium-ion offrent une densité énergétique et des capacités de charge élevées, ainsi que des avancées technologiques pour étendre l'autonomie et accélérer la vitesse de charge. De plus, les PMSM et les matériaux semi-conducteurs sont utilisés pour développer des algorithmes de contrôle et des logiciels prédictifs plus efficaces, ce qui se traduit par un système de groupe motopropulseur plus fluide et plus efficace. En outre, la région Asie-Pacifique domine le marché mondial en raison des politiques et des incitations gouvernementales qui conduisent à une adoption accrue des véhicules électriques, créant ainsi un marché des groupes motopropulseurs stable et innovant.