Le marché de l’automobile mondial est en train de vivre une transition à grande échelle vers les véhicules électriques. Les moteurs à combustion interne n’ont jusqu’alors cessé d’améliorer leur motopropulseur afin de s’adapter au mieux aux réglementations sur les émissions. Les réglementations sur les émissions, les technologies liées au confort et la conduite autonome ont entraîné plus d’électrification au sein des automobiles. L’augmentation du nombre d’unités électroniques entraîne la hausse de consommation d'énergie pour un véhicule ; les tensions des batteries ont évolué afin de s’adapter aux exigences de consommation et sont associées à de performants systèmes d’alimentation. Découvrez les MLCC automobiles haute tension de Samsung Electro-Mechanics couvrant les dernières exigences de motopropulseur dans la vidéo Tech Snacks ci-dessous. Nous mettrons en lumière dans cet article l’utilisation d’applications haute tension au sein de la technologie pour véhicules électriques.
Électrification des véhicules et tension des batteries
L’augmentation de la tension de la batterie de la voiture est liée à la tendance à l’électrification. Pour comprendre la tendance à l’électrification, il faut d’abord se pencher sur l’évolution de la tension de la batterie d’une voiture. Avant le milieu des années 50, la tension de fonctionnement d’un véhicule était de 6 V. Depuis lors, la cylindrée des moteurs a augmenté et a nécessité un démarreur électrique de grande taille. Le système 12 V s’est normalisé pour répondre aux besoins d’un plus grand nombre d’appareils électroniques. Historiquement, les premières voitures n’avaient besoin que d’une petite batterie pour faire démarrer le moteur et allumer la radio.
Toutefois, l’augmentation du nombre d’appareils électroniques embarqués dans les véhicules a entraîné une augmentation des besoins en énergie. Pour résoudre ce problème, des discussions ont eu lieu pour augmenter la tension de 12 V à un système de tension plus élevé capable de répondre à la demande de puissance supplémentaire. Dans les années 90, le système 42 V a été proposé, et en 2011, les constructeurs automobiles allemands ont fait du 48 V la norme. Depuis lors, les voitures hybrides et les véhicules électriques ont commencé à utiliser des tensions plus élevées. La puissance (Watt) est égale à la tension (V)*l’intensité (A). Pour augmenter la puissance, il est plus efficace d’augmenter la tension que le courant. Lorsque l’on augmente le courant, des câbles plus épais sont nécessaires et les broches des connecteurs doivent également être modifiées. Ces deux éléments ont un impact sur le coût du matériel. C’est pourquoi la tension des batteries a été augmentée plutôt que le courant.
Augmentation de la tension de la batterie, système hybride léger 48 V
La principale raison pour laquelle le système 48 V est apparu dans les années 2010 est la réglementation en matière d’émissions. Les constructeurs automobiles produisant des moteurs à combustion interne ont dû atteindre leurs objectifs en matière d’émissions et augmenter le rendement énergétique en améliorant les groupes motopropulseurs. Le système hybride léger (MHEV) est considéré comme un système hybride simple et peu coûteux. La raison pour laquelle les constructeurs automobiles préfèrent le MHEV est qu’il est facile à fabriquer. Le système MHEV peut être fabriqué en ajoutant un système 48 V à la chaîne cinématique du moteur à combustion interne existant, ce qui permet de réduire les émissions à un coût inférieur à celui d’un système hybride complet. Mais la question demeure : pourquoi le 48 V a-t-il été choisi en particulier ? La raison est que, dans de nombreux pays, 60 V est considéré comme une basse tension sans danger pour le corps humain. En outre, les lignes téléphoniques utilisent des systèmes d’alimentation de 48 V depuis 100 ans, ce qui prouve encore l’aspect sécuritaire des systèmes de 48 V dans les véhicules.
Application de la haute tension dans la voiture électrique
La configuration de base du groupe motopropulseur des véhicules électriques se compose d’une batterie haute tension, d’un onduleur et d’un moteur électrique. Les groupes motopropulseurs des VE utilisent la haute tension. L’efficacité d’un véhicule électrique est liée à l’efficacité du convertisseur DC/DC. Les voitures électriques ont diverses applications de conversion de puissance telles que LDC, OBC et onduleur. Diverses topologies de convertisseurs CC/CC sont appliquées pour intégrer des applications similaires. Par exemple, les convertisseurs OBC (On Board Charger) et LDC (Low-Voltage DC/DC Converter) sont en cours de développement pour l’intégration du système, ce qui présente l’avantage de réduire le nombre de composants et d’économiser de l’espace.
Structure MLCC haute tension pour une fiabilité garantie
En quoi la structure du MLCC haute tension diffère-t-elle de celle du MLCC général ? La fiabilité doit être garantie dans les environnements à haute tension. Les MLCC utilisées pour des applications à haute tension sont exposées au risque d’arc électrique et un court-circuit peut se produire à l’intérieur de la MLCC. Sous haute tension, un champ électrique puissant se forme autour de la MLCC, ce qui ionise l’air environnant. En particulier, un champ électrique intense est concentré sur les deux bornes de la MLCC. S’il dépasse la tension d’amorçage de l’air ionisé, des arcs électriques se produisent, entraînant finalement un court-circuit à l’intérieur du MLCC. La structure qui empêche ce phénomène est un modèle de blindage à l’intérieur du MLCC.
La conception flottante est une conception qui réduit le risque de court-circuit en cas de fissure du MLCC, mais elle est également utile pour les produits à haute tension. La structure flottante répartit la tension de sorte que la tension à l’intérieur du MLCC ne représente que la moitié de la tension appliquée aux bornes d’extrémité. Par exemple, lorsque 1 000 V sont appliqués aux deux extrémités du MLCC, si la conception flottante est utilisée, seuls 500 V sont appliqués à la couche diélectrique du MLCC, soit la moitié de 1 000 V. C’est un avantage du point de vue de la fiabilité car le champ électrique appliqué entre les couches diélectriques diminue. La tension et la température sont des facteurs clés pour déterminer la durée de vie du MLCC.
Découvrez la gamme de MLCC haute tension
Voir les produits connexes
Voir les produits connexes
Voir les produits connexes
Voir les produits connexes
Voir les produits connexes