Un nouveau convertisseur pour améliorer l’autonomie des Porsche électriques
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Pour améliorer l’autonomie de ses voitures électriques, Porsche va bientôt tester un convertisseur imprimé en 3D.
Situé entre le moteur électrique et la batterie, le convertisseur (ou onduleur) consomme lui aussi de l’énergie dans le cadre de ses fonctions. Afin de limiter les déperditions d’énergie, des chercheurs de l’Institut Fraunhofer ont développé un nouveau processus de fabrication que Porsche va rapidement tester dans ses voitures électriques.
Après de nombreuses études, les chercheurs réunis autour du projet sont arrivés à la conclusion que l’autonomie pourrait être améliorée en perfectionnant le refroidissement du convertisseur AC/DC. L’équipe de recherche a ainsi développé une pièce réalisée à partir de carbure de silicium et imprimée en 3D.
Vers un gain d’autonomie de 6 %
Cette nouvelle méthode de construction offre de nouvelles perspectives en matière de conception : les parois plus fines, mais tout aussi résistantes participent à l’amélioration du refroidissement. Ainsi, les voitures électriques ainsi équipées disposeraient d’une autonomie supérieure de l’ordre de 6 %.
L’institut Fraunhofer a déjà exprimé sa volonté de tester ce nouveau convertisseur avec Bosch. Porsche a également montré son intérêt, et l’utilisera dans « un nouveau groupe motopropulseur », qui pourrait lui aussi faire appel à l’impression 3D.
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Écrit par Soufyane BENHAMMOUDA
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AC/DC designe bien ici l'onduleur de traction: il transforme la tension continue de la batterie en tension alternative triphasée équilibrée d'amplitude et de fréquence variable, afin d'alimenter le moteur de traction. En règle générale, les ondulées sont réversibles et peuvent fonctionner en redresseur commandé - c'est systématiquement le cas sur les VÉ pour assurer le freinage électrique récupératif. Dans ce cas, on peut donc aussi bien parler de convertisseur AC/DC ou DC/AC.
Quant aux pertes dans un semiconducteur de puissance, elles sont de deux types: les pertes par conduction (qui dépendent effectivement de la chute de tension directe et de la résistance interne) et les pertes par commutation ON et OFF (qui, schématiquement, proviennent du faut que lors d'une commutation de l'état ON vers l'état OFF ou vice-versa, la tension et le courant aux bornes du transistors ne s'annulent pas simultanément). Le rendement d'un onduleur de traction embarqué a puissance nominale est de l'ordre de 97-98%: les pertes ne sont que de 2 ou 3% de la puissance qu'il converti de DC en AC (ou l'inverse). Utiliser des semiconducteurs en carbure de silicium (SiC) plutôt qu'en silicium va au mieux diviser les pertes par deux. Il est donc impossible que cela suffise à lui seul pour améliorer l'autonomie de 6%.
Bien ! chacun à ses jouets, mais le raisonnement qui ferait du 3d "une excuse" mérite une explication, surtout que je parle de solutions métaux en usage industriel.
L'article automobile-propre parle de convertisseur AC/DC, ce qui n'a pas de sens (ça améliorerait l'efficacité de la recharge en courant alternatif, tout au plus). L'institut Fraunhofer parle en fait du driver moteur, qui fait l'inverse (DC/AC).
Pour les convertisseurs DC/AC (inverters), la réponse à "quelle est leur efficacité" est assez difficile à établir, tant elle dépend de la techno utilisée. C'est vrai que du coup le chiffre de 6% ne donne pas vraiment beaucoup d'éclairages, mais j'imagine que c'est relatif à la résistance interne du transistor lorsqu'il est "ON".
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