Avec la tourmente mondiale continue vécue au cours des dernières années, les prix de presque tout augmentent. Cela a été particulièrement vrai pour les matériaux de terres rares utilisés dans la fabrication de moteurs électriques pour véhicules électriques (VE). Le prix du néodyme est resté relativement constant de 2013 à 2020, mais 2022 a connu une très forte hausse pour atteindre son sommet de février à 3,8 fois supérieur à la moyenne précédente.
Bien que le prix se soit quelque peu stabilisé, en octobre 2022, il était encore 2,4 fois plus élevé qu’entre 2013 et 2020. Alors que certains constructeurs automobiles ont des technologies de moteurs alternatives qui ne reposent pas sur les terres rares, le marché n’a pas évolué dans cette direction de manière significative.
Au sommet de 2022, le prix du néodyme était 3,8 fois supérieur à la valeur moyenne entre 2013 et 2020. Source : IDTechEx – »Moteurs électriques pour véhicules électriques 2022-2032«
IDTechEx a étudié le marché des moteurs électriques pour les véhicules électriques, y compris l’analyse, l’analyse comparative et les prévisions de la demande de différentes technologies de moteur, ce qui a abouti à son rapport: »Moteurs électriques pour véhicules électriques 2022-2032« .
À ce jour, les trois principales catégories utilisées sur le marché des voitures électriques sont les moteurs à aimants permanents, les moteurs à induction et les moteurs à rotor bobiné. Du point de vue des matériaux, chacun d’entre eux utilise généralement un stator stationnaire avec des enroulements en cuivre; La différence réside dans la construction du rotor.
Les moteurs à aimants permanents utilisent des aimants sur le rotor qui sont généralement fabriqués à partir de terres rares, le néodyme prenant la plus grande fraction (bien qu’il y ait eu quelques progrès dans les aimants à base de ferrite). Les moteurs à induction utilisent une cage en cuivre ou des enroulements sur le rotor et utilisent un principe de fonctionnement asynchrone. Enfin, les moteurs à rotor bobiné ont également des enroulements en cuivre sur le rotor, mais ceux-ci sont excités directement avec un courant électrique.
Bien qu’il existe d’autres technologies de moteurs, telles que les moteurs à réluctance commutée, et que des développements aient été réalisés pour les rendre plus adaptés aux applications des véhicules de tourisme, le marché a été dominé jusqu’à présent par les trois options ci-dessus.
Les moteurs à aimants permanents sont de loin les moteurs électriques les plus couramment utilisés sur le marché des véhicules électriques grâce à leur densité de puissance, leur densité de couple et leur efficacité élevées. En 2021, les moteurs à aimants permanents représentaient 84% du marché des voitures électriques.
Malgré leur utilisation dans les véhicules Tesla antérieurs, les moteurs à induction ont été largement relégués au moteur d’entraînement secondaire grâce à des pertes de traînée minimales lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
Les moteurs à rotor bobiné sont le choix typique lorsqu’un moteur d’entraînement primaire permanent sans aimant est requis. Les options de rotor bobiné ont été utilisées par Renault et récemment adoptées par BMW pour ses 5ième-génération de lecteur.
Avec l’augmentation des coûts des matériaux, en particulier des terres rares coûteuses, on a constaté un intérêt pour l’élimination de leur utilisation dans les moteurs électriques; BMW et Renault ont utilisé des moteurs à rotor bobiné, et Mercedes a opté pour des moteurs à induction pour son modèle EQC. Les fournisseurs de moteurs établis tels que MAHLE et les petites entreprises telles que Advanced Electric Machines se concentrent également sur des alternatives sans aimant.
Malgré l’intérêt pour les alternatives, la part de marché des moteurs à aimants permanents pour le premier semestre de 2022 est passée à 86% contre 84% en 2021.
La part des moteurs à aimants permanents a légèrement augmenté en 2022. Source : IDTechEx
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles les moteurs à aimants permanents sont restés le choix dominant de la technologie en 2022 jusqu’à présent, selon IDTechEx. Le premier est la domination du marché intérieur chinois des voitures électriques. Le marché chinois des voitures électriques est le plus important au monde, la Chine est également responsable de la grande majorité de l’approvisionnement en terres rares et, par conséquent, le coût du néodyme n’est pas aussi préoccupant que dans d’autres régions.
L’autre raison potentielle est les délais de développement automobile; Les plateformes de véhicules vendues en 2022 auront été développées sur plusieurs années, avec des contrats existants pour la fourniture de moteurs. Il y aura un décalage entre le moment où l’intérêt pour le marché des moteurs sans aimant augmente et le déploiement réel sur la route.
Les technologies motorisées alternatives nécessiteront également de l’expérience et du développement; Les OEM sont à l’aise avec les moteurs à aimants permanents, et un changement de technologie doit prouver qu’il est fiable, a des performances équivalentes ou supérieures, et ne nécessite pas de changements significatifs dans l’électronique de commande (sauf si cela peut être inclus avec le moteur).
IDTechEx Outlook. Malgré l’augmentation des coûts des terres rares et une foule d’autresIDTechEx prévoit que la majeure partie du marché des véhicules électriques restera avec des moteurs à aimants permanents à court et à moyen terme, en particulier en Chine, qui représente la plus grande partie du marché des véhicules électriques.
L’Europe est la région clé où l’on peut s’attendre à voir une plus grande adoption des technologies sans aimants, comme l’ont déjà démontré Renault, BMW et Mercedes ; Dans quelques années, avec les plates-formes de véhicules de nouvelle génération, nous nous attendons à voir quelques annonces supplémentaires concernant les options sans aimant.
