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VEH02

Nouvelles électroniques de puissance

Picto électrification des véhicules

Enjeux

L’électronique de puissance occupe une place de plus en plus importante dans l’automobile et plus particulièrement dans le véhicule électrique.
C’est l’élément clé de l’onduleur de traction, du convertisseur DC/DC pour le réseau de bord ainsi que du chargeur de batterie.

Les enjeux des Nouvelles Électroniques de Puissance sont :

  • La réduction significative des coûts
  • L’augmentation de la compacité volumique
  • Un refroidissement plus efficace

Thèmes de recherche

  • Topologies avancées d’électronique de puissance
  • Nouvelles architectures/modules pour bus DC 600 à 900V
  • Module de puissance avec capa/cooling intégré
  • Optimisation des assemblages de puissance de la puce jusqu’au refroidisseur
  • Cooling systems à changement de phase
  • Modélisations analytiques et numériques, électriques et thermiques, fluidiques et thermodynamiques
  • Nouveaux matériaux hétérogènes
  • Convertisseurs grand gap

Description du projet

Le premier objectif des travaux est la réduction des coûts. L’axe de travail principal entrepris est l’augmentation de la tension d’alimentation de la chaine de traction du véhicule électrique bien au dela de 400V, tension usuelle des batteries des véhicules électriques aujourdhui. Ceci permettrait de diminuer le courant dans les puces IGBT de l’onduleur et par conséquent la quantité de sillicium utilisée et donc le coût. Par ailleurs, l’intégration de l’onduleur dans le moteur permettant de mutualiser le packaging et le circuit de refroidissement, sera explorée dans le futur.

Le second objectif visé est la densification des onduleurs (volume et poids) qui sera réalisée à travers les travaux d’intégration 3D des composants actifs et passifs et du refroidissement, l’exploitation du fort potentiel thermique du changement de phase (caloducs optimisés) ainsi que la montée en fréquence de commutation des convertisseurs qui est désormais rendue possible par l’arrivée des semi-conducteurs grands gap (SiC et GaN).

Perspectives

  • Nouvelles électroniques de puissance moins chères et/ou plus performantes
  • Nouvelles pistes d’évolution des semi conducteurs et matériaux
  • Mécatronique (intégration machine et électronique de puissance)

Partenaires associés

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