fr.wedoany.com Rapport : Le projet européen HiPower 5.0 développe une nouvelle génération de chargeurs embarqués pour véhicules électriques, visant à réduire la taille, améliorer l'efficacité tout en maîtrisant les coûts du système. Le projet devrait être achevé en 2028. Le principal résultat de ce projet dans le domaine automobile est un chargeur embarqué de 22 kW, dont le volume n'est que de 4 litres, alors que la moyenne des produits similaires sur le marché actuel est d'environ 12 litres.
Les émissions du transport routier représentent 80 % des émissions totales du secteur des transports dans l'Union européenne. Dans ce contexte, l'électrification des véhicules dépend des progrès des composants clés tels que les chargeurs embarqués (OBC). Installé sur le véhicule électrique, le chargeur embarqué est chargé de convertir l'énergie du réseau électrique en énergie adaptée à la charge de la batterie. Lorsque la demande de puissance augmente, les solutions traditionnelles à base de silicium sont limitées par des pertes d'énergie plus élevées, une production de chaleur plus importante et un volume de conception plus grand. Ces limitations affectent particulièrement les chargeurs de haute puissance, qui nécessitent souvent des systèmes de refroidissement plus complexes et sont plus difficiles à utiliser dans les petits véhicules.
Le projet HiPower 5.0 résout ce problème en utilisant des semi-conducteurs en nitrure de gallium (GaN) fournis par le partenaire du projet Infineon Technologies. Sa base technique est un commutateur GaN monolithique intégré bidirectionnel, conçu pour gérer les courants bidirectionnels. Selon les informations publiées par le partenaire responsable des cas d'utilisation automobile, l'Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la micro-intégration (Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration), cette architecture permet à un seul commutateur GaN de remplir les fonctions de deux semi-conducteurs traditionnels, réduisant ainsi la complexité du système et ouvrant de nouvelles possibilités d'intégration. L'Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la micro-intégration a fourni son expertise en matière d'encapsulation et de développement de systèmes pour optimiser l'ensemble du chargeur plutôt que ses composants individuels.
L'alliance HiPower 5.0 adopte une vue d'ensemble du système, intégrant directement les composants électroniques sur la carte de circuit imprimé. Cette approche réduit les interconnexions critiques, diminue les pertes d'énergie et optimise l'utilisation de l'espace, favorisant ainsi le développement de chargeurs plus compacts et plus efficaces. Le champ d'application du projet ne se limite pas au secteur automobile ; il évalue également son utilisation dans le transport maritime.
Pendant la durée du projet, l'alliance travaillera sur six cas d'utilisation. Trois d'entre eux se concentrent sur : une nouvelle génération de commutateurs à blocage bidirectionnel pour réduire considérablement les pertes par commutation et par conduction ; un onduleur automobile multiniveau hybride optimisé pour l'efficacité et le coût ; et une nouvelle génération de convertisseurs auxiliaires pour les véhicules particuliers et les véhicules lourds. Les trois autres cas d'utilisation comprennent : un système de propulsion électrique entièrement intégré pour améliorer l'efficacité, la fiabilité et la durabilité ; un jumeau numérique d'onduleur triphasé à base de composants GaN ; ainsi qu'une solution maritime comprenant un onduleur et un moteur électrique intégrés, une unité de charge haute puissance pour les navires, une alimentation CC de 3 kV avec isolation, et un disjoncteur à semi-conducteurs pour le réseau CC des navires.
