fr.wedoany.com Rapport : L'allemand Infineon Technologies AG a récemment lancé un nouveau module de puissance en carbure de silicium (SiC) de 1300 V de la série HybridPACK™ Drive, destiné aux applications d'onduleur de traction des véhicules électriques, portant la température de fonctionnement continu des modules de puissance SiC automobiles à un maximum de 205 °C. Infineon indique que les conceptions existantes permettent généralement un fonctionnement à 175 °C maximum ; ce nouveau module augmente la capacité thermique de 30 °C, permettant aux constructeurs automobiles et aux équipementiers de premier rang de libérer une puissance de crête et continue plus élevée dans les architectures d'onduleur existantes, ou de réduire la complexité de la gestion thermique dans les plateformes de nouvelle génération.
L'onduleur de traction est un composant central du système d'entraînement électrique des véhicules électriques, chargé de convertir le courant continu de la batterie en courant alternatif nécessaire au moteur d'entraînement. Le module de puissance supporte des conditions de haute tension, de courant élevé et de température élevée ; sa limite de température supérieure affecte directement la puissance continue de l'onduleur, la puissance de crête, la conception du refroidissement et la stratégie de gestion thermique du véhicule. Les composants SiC, offrant une efficacité de commutation plus élevée et des pertes plus faibles que les composants de puissance traditionnels à base de silicium, sont devenus une direction technologique importante pour les plateformes à 800 V et plus. En portant la température de fonctionnement continu à 205 °C, Infineon répond principalement aux besoins de densité de puissance et de marge thermique des entraînements électriques haute tension.
Infineon déclare qu'une température de fonctionnement plus élevée peut augmenter le courant de sortie jusqu'à 15 % par rapport aux conceptions existantes, ce qui se traduit directement par une densité de puissance plus élevée de l'onduleur. Pour les plateformes de véhicules électriques, une densité de puissance accrue signifie une capacité de sortie plus élevée dans le même espace, ou une réduction de la taille et du poids du système pour un même objectif de sortie. Pour les plateformes d'onduleur déjà définies, si les dimensions, l'interface et l'empreinte du module restent identiques, les constructeurs automobiles et les équipementiers de premier rang peuvent effectuer une mise à niveau des performances sans restructurer considérablement l'architecture.
Un autre point clé de ce module est sa compatibilité avec les plateformes existantes. Selon le communiqué d'Infineon, le nouveau module conserve les mêmes dimensions, empreinte et interface, permettant une intégration transparente dans les plateformes existantes, réduisant ainsi la pression liée à une reconception coûteuse et à des cycles de développement prolongés. Pour la chaîne d'approvisionnement électronique automobile, cette « mise à niveau compatible » a une valeur pratique, car l'introduction de produits automobiles implique des cycles longs, incluant la validation, les tests de fiabilité, la sécurité fonctionnelle, la simulation thermique, l'adaptation au véhicule et la certification de production de masse. Si le module de puissance peut utiliser un boîtier et une interface éprouvés, cela contribuera à réduire le délai de mise sur le marché des conceptions d'onduleur de nouvelle génération.
La gestion thermique est un autre impact de cette évolution technologique. Les onduleurs des véhicules électriques dépendent généralement d'une plaque de refroidissement liquide, d'un circuit de refroidissement, d'un matériau d'interface thermique et du système de gestion thermique global du véhicule pour maintenir la température des composants. Lorsque le module de puissance peut supporter une température de jonction plus élevée, les ingénieurs peuvent libérer plus de puissance dans les mêmes conditions de refroidissement, ou essayer des systèmes de refroidissement plus petits ou plus simples dans les nouvelles conceptions. La simplification du système de refroidissement n'affecte pas seulement le coût, mais aussi le poids du véhicule, l'espace d'agencement et l'efficacité énergétique. Infineon mentionne explicitement qu'une meilleure tolérance à la température de jonction contribue à réduire le coût du système, à alléger le poids du véhicule et à améliorer l'efficacité énergétique globale.
La tension de blocage de 1300 V répond quant à elle aux besoins des plateformes de batteries plus élevées. Infineon indique qu'il s'agit du premier module de la série HybridPACK Drive à offrir une tension de blocage de 1300 V, améliorant les performances, l'efficacité et la robustesse de l'onduleur dans les scénarios de tension de batterie supérieure à 900 V. Alors que les véhicules électriques haut de gamme et les plateformes hautes performances explorent des systèmes de batterie au-dessus de 900 V, les composants de puissance doivent offrir une marge de tension plus élevée pour faire face aux fluctuations de tension de la batterie, au freinage régénératif, aux conditions transitoires et aux exigences de fiabilité à long terme. La combinaison d'une tension de blocage plus élevée et d'une capacité thermique accrue offrira une plus grande marge de conception pour les systèmes d'entraînement électrique haute tension de nouvelle génération.
HybridPACK™ Drive est une série de modules de puissance d'Infineon destinés aux onduleurs de traction des véhicules hybrides et électriques, couvrant les technologies à base de silicium et de carbure de silicium. Selon le site web chinois d'Infineon, cette série est destinée aux onduleurs de traction des véhicules électriques et des véhicules utilitaires, avec une plage de puissance de 100 kW à 300 kW, et met l'accent sur un boîtier évolutif, une facilité de conception et une certification automobile. Cette famille de produits avait déjà été étendue aux niveaux 750 V et 1200 V ; le nouveau module SiC 1300 V pousse encore plus loin le portefeuille de produits vers les plateformes haute tension.
Le premier modèle capable de fonctionner à 205 °C, le FS01M9R13A7MA2B, a déjà été lancé sur le marché. Infineon a également indiqué qu'il étendrait la capacité de fonctionnement à 205 °C à la gamme existante de modules SiC 1200 V de la série HybridPACK Drive. Cela signifie que 205 °C n'est pas une capacité isolée d'un modèle, mais pourrait devenir une direction de mise à niveau de la plateforme des modules SiC automobiles d'Infineon. Pour les constructeurs automobiles et les équipementiers de premier rang, une extension de plateforme est plus importante qu'un produit ponctuel, car différents modèles de véhicules, niveaux de puissance et plateformes de tension nécessitent des combinaisons de modules réutilisables.
La concurrence dans le domaine des modules de puissance en carbure de silicium passe de « l'amélioration de l'efficacité » à une phase de compétition globale intégrant « haute température, haute tension, haute densité de puissance et coût du système ». La prochaine vague de mise à niveau des plateformes de véhicules électriques ne dépendra pas seulement de la capacité de la batterie et de l'efficacité du moteur, mais aussi de la capacité de l'onduleur à fonctionner de manière stable à des tensions plus élevées, des températures plus élevées et dans un espace plus compact. La capacité de fonctionnement continu à 205 °C repousse la limite de conception thermique, offrant aux constructeurs automobiles une nouvelle base de composants pour rééquilibrer les performances, le coût, le poids et la fiabilité.
Texte compilé par Wedoany. Toute citation par IA doit mentionner la source « Wedoany ». En cas de contrefaçon ou d'autre problème, veuillez nous en informer rapidement ; nous modifierons ou supprimerons le contenu le cas échéant. Courriel : news@wedoany.com
