{"id":463692,"date":"2024-10-24T11:50:19","date_gmt":"2024-10-24T09:50:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ecinews.fr\/?post_type=content_sponsorship&p=463692"},"modified":"2024-10-24T11:52:37","modified_gmt":"2024-10-24T09:52:37","slug":"gestion-thermique-pour-les-chargeurs-de-ve-de-nouvelle-generation","status":"publish","type":"content_sponsorship","link":"https:\/\/www.ecinews.fr\/fr\/content_sponsorship\/gestion-thermique-pour-les-chargeurs-de-ve-de-nouvelle-generation\/","title":{"rendered":"Gestion thermique pour les chargeurs de VE de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration"},"content":{"rendered":"

Gestion thermique pour les chargeurs de VE de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration<\/strong><\/p>\n

Par Jeff Smoot<\/p>\n

Dans cet article<\/strong><\/p>\n

    \n
  1. Diff\u00e9rence entre les chargeurs CA et DC de v\u00e9hicules \u00e9lectriques<\/li>\n
  2. G\u00e9n\u00e9rateurs de chaleur et syst\u00e8mes de dissipation<\/li>\n
  3. Placement des composants et des capteurs thermiques<\/li>\n
  4. Facteurs externes et consid\u00e9rations environnementales<\/li>\n
  5. Regards vers le futur<\/li>\n<\/ol>\n

     <\/p>\n

    Bien que les v\u00e9hicules \u00e9lectriques existent depuis aussi longtemps que les v\u00e9hicules \u00e0 essence, ils ne sont devenus courants qu’au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es. Avec des am\u00e9liorations significatives dans la technologie des v\u00e9hicules \u00e9lectriques et de nombreux soutiens gouvernementaux, la croissance de la demande de v\u00e9hicules \u00e9lectriques a suivi une trajectoire stratosph\u00e9rique. L‘interdiction des v\u00e9hicules \u00e0 combustion interne par l’UE en 2035<\/a> et l’exigence de bornes de recharge rapide tous les 60 kilom\u00e8tres en\u00a0 2025 <\/a>\u00a0ne sont qu’un indicateur de cette augmentation attendue de la demande. Alors que les VE deviennent un moyen de transport pr\u00e9dominant, l’autonomie de la batterie et une charge encore plus rapide deviendront un \u00e9l\u00e9ment crucial de la capacit\u00e9 de l’\u00e9conomie mondiale \u00e0 fonctionner. L’am\u00e9lioration de ces syst\u00e8mes de recharge de VE n\u00e9cessitera une \u00e9volution technologique dans de multiples domaines, dont la gestion thermique<\/a>.<\/p>\n

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    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    Diff\u00e9rences entre les chargeurs de v\u00e9hicules \u00e9lectriques CA et CC<\/strong><\/p>\n

    Au fur et \u00e0 mesure que le d\u00e9sir de chargeurs plus rapides augmente, il y a eu de petits changements et aussi de grands changements d’approche. L’un de ces changements a \u00e9t\u00e9 le passage aux chargeurs \u00e0 courant continu, ce qui peut \u00eatre un terme d\u00e9routant car tous les syst\u00e8mes de batterie fonctionnent avec de l’\u00e9lectricit\u00e9 en courant continu. Cependant, la distinction importante pour ces syst\u00e8mes est que le redressement de l’alimentation du courant alternatif au courant continu se produit \u00e0 des points diff\u00e9rents. Le chargeur CA st\u00e9r\u00e9otyp\u00e9, tel qu’on le voit le plus souvent dans les applications r\u00e9sidentielles, est un connecteur glorifi\u00e9 qui communique, filtre et contr\u00f4le le flux d’alimentation CA vers le v\u00e9hicule, o\u00f9 un chargeur CC embarqu\u00e9 rectifie ensuite l’alimentation et charge les batteries. En revanche, un chargeur CC effectue la rectification avant de transmettre l’alimentation au v\u00e9hicule en tant que source CC haute tension. Le plus grand avantage des chargeurs CC est que de nombreuses restrictions de poids et de taille sont supprim\u00e9es en d\u00e9pla\u00e7ant le mat\u00e9riel de conditionnement de l’alimentation hors du VE et dans une structure externe.<\/p>\n

    \"Samesky-chargeur<\/p>\n

    Les chargeurs CC sont id\u00e9aux pour une recharge rapide en d\u00e9placement sur la route<\/em><\/strong><\/p>\n

    Avec la suppression des restrictions de poids et de taille, les chargeurs CC peuvent facilement int\u00e9grer plus de composants qui peuvent augmenter \u00e0 la fois leur d\u00e9bit de courant et la tension de fonctionnement. Ces chargeurs utilisent des composants \u00e0 semi-conducteurs de pointe pour rectifier l’alimentation, ainsi que des filtres et des r\u00e9sistances de puissance, qui produisent tous des quantit\u00e9s importantes de chaleur. Bien que les filtres et les r\u00e9sistances soient des sources non n\u00e9gligeables, le plus grand dissipateur de chaleur dans un syst\u00e8me de charge de VE est l’IGBT, un composant semi-conducteur qui a \u00e9t\u00e9 de plus en plus utilis\u00e9 au cours des derni\u00e8res d\u00e9cennies. Ce composant de puissance a ouvert de nombreuses opportunit\u00e9s dans le paysage de la recharge, mais le refroidir correctement est une pr\u00e9occupation non n\u00e9gligeable.<\/p>\n

    G\u00e9n\u00e9rateurs de chaleur et syst\u00e8mes de dissipation<\/strong><\/p>\n

    L\u2019IGBT, un transistor bipolaire \u00e0 grille isol\u00e9e, est essentiellement un croisement entre un FET et un BJT. En raison de leur capacit\u00e9 \u00e0 r\u00e9sister \u00e0 de grandes tensions, d’une faible r\u00e9sistance \u00e0 l’\u00e9tat passant, de vitesses de commutation rapides et d’une robustesse thermique \u00e9tonnamment \u00e9lev\u00e9e, les IGBT sont id\u00e9aux dans les applications \u00e0 haute puissance telles que les chargeurs de VE. Comme les IGBT sont utilis\u00e9s comme redresseurs ou onduleurs dans ces circuits de charge de VE, ils commutent fr\u00e9quemment ce qui g\u00e9n\u00e9re de grandes quantit\u00e9s de chaleur.<\/p>\n

    Le d\u00e9fi thermique auquel nous sommes confront\u00e9s aujourd’hui est que la dissipation thermique des IGBT a plus que d\u00e9cupl\u00e9, passant de 1,2 kW il y a trente ans \u00e0 12,5 kW aujourd’hui, et ce chiffre devrait encore augmenter. Le graphique ci-dessous le montre en termes de puissance par surface. En comparaison, les processeurs les plus puissants sont aujourd’hui de l’ordre de 0,18 kW, soit seulement 7 kW\/cm2. Une \u00e9norme diff\u00e9rence !<\/p>\n

    \"Samesky-chargeur-VE-3\"<\/p>\n

    Am\u00e9lioration de la densit\u00e9 de puissance des IGBT au fil des ann\u00e9es<\/em><\/strong><\/p>\n

     <\/p>\n

    Deux facteurs contribuent au refroidissement de l’IGBT. L’une d’entre elles est que la surface est environ le double de celle d’un processeur. L’autre est qu’ils peuvent fonctionner \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es, 170 \u00b0C pour les IGBT contre seulement 105 \u00b0C pour les processeurs modernes.<\/p>\n

    La solution la plus simple et la plus fiable pour la gestion thermique est une combinaison de dissipateurs thermiques<\/a> et d’air puls\u00e9. Les r\u00e9sistances thermiques trouv\u00e9es dans un composant semi-conducteur tel qu’un IGBT sont normalement extr\u00eamement faibles, tandis que la r\u00e9sistance thermique entre le composant et l’air ambiant est comparativement extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e. L’ajout d’un dissipateur thermique augmente consid\u00e9rablement la surface qui peut dissiper la chaleur dans l’air ambiant, ce qui r\u00e9duit la r\u00e9sistance thermique, et le d\u00e9placement de l’air sur un dissipateur thermique augmente encore l’efficacit\u00e9 du dissipateur thermique. \u00c9tant donn\u00e9 que cette interface composant-air est la plus grande r\u00e9sistance thermique du syst\u00e8me, il est primordial de la r\u00e9duire autant que possible. L’avantage de ce syst\u00e8me simple est qu’un dissipateur thermique passif, s’il est correctement install\u00e9, ne tombera jamais en panne, et qu’un ventilateur, qui est une technologie \u00e9tablie et tr\u00e8s au point, est assez fiable. Chez Same Sky, nous avons con\u00e7u des dissipateurs thermiques mesurant jusqu’\u00e0 950 x 350 x 75 mm dans des applications de charge de v\u00e9hicules \u00e9lectriques qui sont suffisamment grands pour g\u00e9rer passivement des demandes moins exigeantes ou pour g\u00e9rer activement des demandes plus exigeantes avec de l’air forc\u00e9. D\u00e9couvrez la gamme compl\u00e8te de ventilateurs CA<\/a> et ventilateurs CC<\/a> de Same Sky \u00a0.<\/p>\n

    \"Samesky-chargeur-VE-4\"<\/p>\n

    Les dissipateurs thermiques associ\u00e9s \u00e0 des ventilateurs sont des solutions de refroidissement \u00e9prouv\u00e9es<\/em><\/strong><\/p>\n

    Il existe \u00e9galement des options de refroidissement liquide pour refroidir des sources de chaleur denses telles que les IGBT. Un syst\u00e8me de refroidissement par eau peut \u00eatre attrayant car il permet d’obtenir les r\u00e9sistances thermiques les plus faibles. Cependant, il y a un co\u00fbt et une complexit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9s, et malgr\u00e9 tout, il utilise toujours des dissipateurs thermiques et des ventilateurs comme principal moyen d’\u00e9liminer la chaleur de l’ensemble du syst\u00e8me. Pour cette raison, le refroidissement direct des IGBT, avec des dissipateurs thermiques et des ventilateurs, est l’approche la plus souhaitable et des recherches actives sont men\u00e9es pour trouver des am\u00e9liorations dans les technologies de refroidissement par air pour les IGBT.<\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    Placement des composants et de la surveillance thermique<\/strong><\/p>\n

    Une partie int\u00e9grante de l’efficacit\u00e9 de tout syst\u00e8me de refroidissement est la fa\u00e7on dont les composants peuvent \u00eatre plac\u00e9s pour optimiser le flux d’air et maximiser la distribution de la chaleur. Les composants plac\u00e9s sans espace ad\u00e9quat entre eux limitent \u00e0 la fois le flux d’air et la taille des dissipateurs thermiques pouvant \u00eatre utilis\u00e9s. Ainsi, tous les composants critiques g\u00e9n\u00e9rant de la chaleur doivent \u00eatre positionn\u00e9s strat\u00e9giquement dans l’ensemble du syst\u00e8me pour faciliter un refroidissement global efficace.<\/p>\n

    Alors qu\u2019il est important de faire attention \u00e0 l’emplacement des diff\u00e9rents composants g\u00e9n\u00e9rant de la chaleur, l’emplacement des capteurs thermiques est tout aussi primordial. Dans des syst\u00e8mes aussi grands que les chargeurs de v\u00e9hicules \u00e9lectriques \u00e0 courant continu, les syst\u00e8mes de contr\u00f4le pour la surveillance en temps r\u00e9el des niveaux de temp\u00e9rature peuvent permettre une gestion thermique active. Les ajustements automatiques des m\u00e9canismes de refroidissement en fonction des relev\u00e9s de temp\u00e9rature peuvent optimiser les performances et pr\u00e9venir la surchauffe en limitant la sortie de courant ou en modifiant la vitesse des ventilateurs. Cependant, ces ajustements automatiques d\u00e9pendent de la qualit\u00e9 de leurs donn\u00e9es d’entr\u00e9e. Si les capteurs de temp\u00e9rature ne sont pas pr\u00e9cis en raison d’un mauvais placement, la r\u00e9ponse du syst\u00e8me sera d’autant plus impr\u00e9cise.<\/p>\n

     <\/p>\n

    Facteurs externes et consid\u00e9rations environnementales<\/strong><\/p>\n

    Les bornes de recharge pour v\u00e9hicules \u00e9lectriques sont souvent install\u00e9es \u00e0 l’ext\u00e9rieur, expos\u00e9es \u00e0 des conditions environnementales variables. La conception d’enceintes r\u00e9sistantes aux intemp\u00e9ries avec une ventilation ad\u00e9quate et une protection contre des \u00e9l\u00e9ments tels que la pluie et les temp\u00e9ratures extr\u00eames est cruciale pour maintenir des conditions thermiques optimales. Les voies de circulation d’air et la ventilation doivent \u00eatre con\u00e7ues pour emp\u00eacher l’infiltration d’eau sans restreindre le flux d’air.<\/p>\n

    Le facteur externe le plus pr\u00e9occupant est la chaleur d\u00fbe au rayonnement solaire qui frappe les parois du chargeur qui augmente consid\u00e9rablement la temp\u00e9rature ambiante interne. Bien qu’il s’agisse d’une pr\u00e9occupation l\u00e9gitime, la solution la plus efficace est des plus simple. Un ombrage bien con\u00e7u avec un flux d’air ad\u00e9quat entre l’ombrage et l’unit\u00e9 de charge maintiendra la temp\u00e9rature ambiante du chargeur nettement plus basse.<\/p>\n

    \"Samesky-chargeur-VE-5\"<\/p>\n

    Un ombrage correct du chargeur r\u00e9duit les probl\u00e8mes de refroidissement<\/em><\/strong><\/p>\n

    Regards vers le futur<\/strong><\/p>\n

    Partout dans le monde, les v\u00e9hicules \u00e9lectriques ont connu une adoption incroyable au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es, car la demande ne cesse d’augmenter \u00e0 pas de g\u00e9ant avec de nouvelles technologies sur tous les fronts. \u00c0 mesure que l’on trouve de plus en plus de VE sur les routes, la mise en \u0153uvre de ces chargeurs prolif\u00e9rera dans la m\u00eame mesure. Des chargeurs efficaces et performants seront essentiels \u00e0 la formation active de cette infrastructure de recharge. Ils devront \u00e9galement \u00eatre rentables, car le co\u00fbt est un aspect non n\u00e9gligeable de la vitesse \u00e0 laquelle les particuliers et les entreprises int\u00e9greront ces chargeurs dans leurs foyers et leurs entreprises.<\/p>\n

    On s’attend non seulement \u00e0 ce que le nombre de v\u00e9hicules \u00e9lectriques et de chargeurs continue d’augmenter, mais aussi \u00e0 ce que les technologies sur lesquelles ils sont bas\u00e9s \u00e9voluent et s’am\u00e9liorent. La prise en compte de l’augmentation potentielle de la puissance et de la capacit\u00e9 de charge, l’\u00e9volution des normes logicielles et mat\u00e9rielles, ainsi que la possibilit\u00e9 de laisser un espace intellectuel pour des changements compl\u00e8tement nouveaux et inattendus, garantissent que les syst\u00e8mes de gestion thermique peuvent s’adapter \u00e0 l’\u00e9volution des demandes au fil du temps.<\/p>\n

    Les chargeurs de v\u00e9hicules \u00e9lectriques, au niveau le plus fondamental, ont les m\u00eames probl\u00e8mes de gestion thermique que tout autre appareil \u00e9lectronique dense et de haute puissance. Cependant, la densit\u00e9 de puissance des IGBT utilis\u00e9s et les exigences croissantes qui leur sont impos\u00e9es donnent \u00e0 ce d\u00e9fi une tournure unique. \u00c0 mesure que les vitesses de charge et les capacit\u00e9s des batteries montent en fl\u00e8che, l’exigence de cr\u00e9er ces chargeurs de mani\u00e8re efficace et s\u00fbre deviendra de plus en plus stricte, exigeant toujours plus de la part \u00a0des concepteurs et des ing\u00e9nieurs en gestion thermique. Chez Same Sky, notre gamme de composants de gestion thermique<\/a> ainsi que nos services de conception thermique de pointe \u00a0sont l\u00e0 pour vous aider\u00a0!<\/p>\n

    \"Samesky-chargeur-VE-6\"

    T\u00e9l\u00e9chargez notre guide gratuit de Gestion Thermique<\/em><\/a><\/p><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Gestion thermique pour les chargeurs de VE de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration Par Jeff Smoot Dans cet article Diff\u00e9rence entre les chargeurs CA et DC de v\u00e9hicules \u00e9lectriques G\u00e9n\u00e9rateurs de chaleur et syst\u00e8mes de dissipation Placement des composants et des capteurs thermiques Facteurs externes et consid\u00e9rations environnementales Regards vers le futur   Bien que les v\u00e9hicules \u00e9lectriques […]<\/p>\n","protected":false},"featured_media":463694,"template":"","tags":[6555,2741],"ppma_author":[6199],"class_list":["post-463692","content_sponsorship","type-content_sponsorship","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","tag-chargeurs-vehicules-electriques","tag-ve"],"acf":[],"yoast_head":"Gestion thermique pour les chargeurs de VE de nouvelle g\u00e9n\u00e9ra...<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"eeNews Europe provides industry news for Electronic engineers & Engineering Managers : News, Learning center, electronic design center, 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