En se référant à l’autonomie de ces voitures électriques, plus ou moins limitée, un groupe d’experts nous montre désormais qu’il y a d’autres facteurs sur lesquels se concentrer pour améliorer l’offre zéro émission. C’est le cas des petits onduleurs de courant. Ceux-ci le rendront beaucoup plus efficace dans la conversion du courant continu provenant des batteries en courant alternatif dont le moteur électrique de la voiture a besoin pour fonctionner.
Onduleurs de courant pour une meilleure efficacité
Il s’agit du projet « SiCeffizent », nom donné à ce travail développé par l’Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la microfabrication. Il se concentre sur deux aspects clés qui permettent d’atteindre cette augmentation : le gain d’efficacité résultant de l’utilisation de semi-conducteurs en carbure silicium et améliorer son refroidissement.
Les semi-conducteurs sont des éléments qui ont une conductivité électrique inférieure à celle d’un conducteur métallique mais supérieure à celle d’un bon isolant. Le semi-conducteur le plus utilisé est silicium, qui est l’élément le plus abondant dans la nature, après l’oxygène. Dans le cas de sa connectivité, il peut être contrôlé en ajoutant de petites quantités d’impuretés appelées dopants. Cette utilisation sera celle qui permettra de réduire la taille de l’onduleur des véhicules électriques.
Avec cela, pour sa part, il sera atteint augmenter la densité de puissance, augmentant son efficacité et se conformant à toutes les réglementations de sécurité en vigueur. Cela augmentera l’autonomie des véhicules électriques par rapport à celle obtenue avec la technologie silicium standard.
6% d’augmentation de l’autonomie
Utilisant dissipateurs de chaleur Imprimé en 3D, ce développement de « SiCeffizent » établit de nouvelles normes en matière de vitesse de commutation, de perte de chaleur et de taille. Tout commence avec des atomes de carbone supplémentaires, qui sont introduits dans la structure cristalline du silicium ultra-pur utilisé pour fabriquer des semi-conducteurs.
La liaison chimique ainsi créée transforme les puces semi-conductrices en vrais pouvoirs. Surtout pour son application dans les véhicules électriques et hybrides, il présente de nombreux avantages.
Avec une augmentation de 6% de l’autonomie des voitures électriques, les responsables le testeront avec leur partenaire de projet, la multinationale technologique Bosch. Après le processus de test et d’optimisation de la production en série, Porsche sera la première entreprise à intégrer ce nouvel onduleur dans ses voitures de sport.
Réduire les pertes d’énergie
Exposés à un flux d’énergie important, le rendement des onduleurs de véhicules électriques est essentiel : plus le rendement est élevé, plus la perte d’énergie est faible. Un autre aspect important est que ces semi-conducteurs de puissance SiC ont peu de perte d’énergie lors de la mise en marche et de l’arrêt.
Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer constatent qu’il reste encore un long chemin à parcourir pour transformer ce prototype en un composant fonctionnel d’un véhicule de série, même si les chercheurs auront une meilleure idée de son potentiel dans les prochains mois.