De petits avions électriques ont déjà lieu dans l’espace aérien, et des taxis volants, les avions eVTOL, qui peuvent décoller et atterrir verticalement, sont prêts à offrir une nouvelle mobilité dès que les législateurs donneront le signal vert. Actuellement, les avionneurs et les développeurs de moteurs travaillent sur l’un des facteurs les plus sensibles: la masse de l’avion (en particulier, l’accent est mis sur les batteries).

À cet égard, une étape intéressante semble avoir été franchie au Minnesota. Là, la start-up basée à Minneapolis H3X Technologies cherche à concevoir un moteur électrique aussi puissant que ceux actuellement produits mais à un tiers ou moins du poids total. Appelé H3X HPDM-250, il s’agit d’un entraînement à moteur intégré à très haute densité de puissance pour avions électriques.

Il combine le moteur électrique et l’onduleur (+ boîte de vitesses en option) en une seule unité puissante. L’entraînement électrique pèse 15 kg et peut produire 200 kW de puissance continue, avec une pointe allant jusqu’à 250 kW. C’est 13.3 kW/kg continus, une densité de puissance extraordinaire. À titre de comparaison, le moteur utilisé par ZeroAvia dans le premier avion commercial à hydrogène au monde, par exemple le Magni500 de Magnix, a une densité de puissance limitée à 4, 2 kW / kg.

Pour obtenir de tels résultats sur le H3X HPDM 250, les chercheurs ont optimisé le système électromagnétique. La société a développé un nouveau type de bobine de stator fabriquée de manière additive en cuivre pur avec une conductivité IACS supérieure à 93%. Les bobines AM atteignent un facteur de remplissage en cuivre d’environ 70% dans le HPDM-250 et offrent une amélioration de 40% par rapport aux enroulements conventionnels en termes de densité de courant continue maximale.

Les ingénieurs expliquent qu’ils ont également développé un système de refroidissement capable de gérer à la fois l’électronique de puissance et le moteur lui-même. De plus, si l’impression 3D des bobines de cuivre est un élément clé de l’augmentation de la densité, elles jouent également un rôle important dans le refroidissement.

Le moteur H3X fonctionne le plus efficacement à 20 000 heures. Comme la vitesse dépasse la rotation de l’hélice, le HPDM-250 peut également vous équiper d’un réducteur planétaire intégré avec un rapport de réduction de 4: 1, ce qui entraîne un coût de poids de seulement trois kilos supplémentaires. L’efficacité maximale combinée du H3X HPDM-250 entre le moteur, la boîte de vitesses et l’onduleur dans cette configuration est de 92,9%.

Il s’agit d’un changement radical dans la technologie de propulsion électrique et supprime l’un des principaux obstacles à la commercialisation généralisée des avions électriques. À l’avenir, le H3X Technologies a l’intention de voir son moteur équipé de petits avions électriques et d’avions multirotor, tels que les futurs taxis volants. Il prévoit également l’arrivée de l’électrification des avions de ligne commerciaux d’ici 2030.

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