Module de recharge CC haute efficacité pour véhicules électriques en carbure de silicium (SiC) de 40 kW

Le module de charge à haut rendement en SiC présente un fort potentiel face à la demande croissante en matière de charge rapide haute tension. Suite à la première mondiale par Porsche du Taycan, modèle à plateforme haute tension 800 V, en septembre 2019, les grands constructeurs de véhicules électriques ont lancé des modèles à recharge rapide 800 V, tels que la Hyundai IONIQ, la Lotus Eletre, la BYD Dolphin, l'Audi RS e-tron GT, etc. Tous ont été livrés ou sont en production de masse au cours de ces deux dernières années. La recharge rapide 800 V devient la norme sur le marché ; CITIC Securities prévoit que d'ici 2025, le nombre de bornes de recharge rapide haute tension atteindra 5,18 millions et que le taux de pénétration passera d'un peu plus de 10 % actuellement à 34 %. Ce phénomène constituera le principal moteur de croissance du marché de la recharge rapide haute tension, et les entreprises en amont devraient en bénéficier directement. Selon les informations publiques, le module de charge est le composant principal de la borne de recharge, représentant environ 50 % de son coût total ; parmi ceux-ci, le dispositif de puissance à semi-conducteurs représente 30 % du coût du module de charge, soit environ 15 % du coût de la borne de recharge, et constituera le principal maillon bénéficiaire du développement du marché des bornes de recharge. Actuellement, les composants de puissance utilisés dans les bornes de recharge sont principalement des IGBT et des MOSFET, tous deux à base de silicium. Le développement de la recharge rapide en courant continu impose des exigences accrues à ces composants. Afin de rendre la recharge des véhicules aussi rapide que le ravitaillement en carburant dans une station-service, les constructeurs automobiles recherchent activement des matériaux capables d'améliorer l'efficacité, et le carbure de silicium est actuellement en tête. Ce matériau présente l'avantage d'une résistance élevée aux hautes températures et aux hautes pressions, ainsi qu'à une puissance élevée, ce qui permet d'améliorer le rendement de conversion d'énergie et de réduire l'encombrement des produits. La plupart des véhicules électriques utilisent des systèmes de recharge embarqués en courant alternatif, dont la recharge complète prend plusieurs heures. L'utilisation d'une puissance élevée (30 kW et plus) pour une recharge rapide des véhicules électriques est devenue la prochaine grande orientation en matière d'aménagement des bornes de recharge. Malgré les avantages des bornes de charge haute puissance, leur utilisation présente également de nombreux défis, tels que la nécessité de réaliser des opérations de commutation haute puissance et haute fréquence, et la chaleur générée par les pertes de conversion. Cependant, les MOSFET et diodes en carbure de silicium (SiC) possèdent des caractéristiques de haute résistance à la tension et à la température, ainsi qu'une fréquence de commutation rapide, ce qui les rend parfaitement adaptés aux modules de bornes de charge. Comparés aux dispositifs traditionnels à base de silicium, les modules en carbure de silicium permettent d'augmenter la puissance de sortie des bornes de près de 30 % et de réduire les pertes de près de 50 %. De plus, les dispositifs en carbure de silicium améliorent la stabilité des bornes de charge. Pour les bornes de recharge, le coût demeure un facteur limitant majeur de leur développement. La densité de puissance est donc primordiale, et les dispositifs en carbure de silicium (SiC) sont essentiels pour atteindre une densité de puissance élevée. En tant que composants haute tension, haute vitesse et courant élevé, les dispositifs en carbure de silicium simplifient la structure du circuit du module de recharge CC, augmentent la puissance unitaire et accroissent significativement la densité de puissance, contribuant ainsi à réduire le coût global du système. Du point de vue du coût à long terme et de l'efficacité d'utilisation, les bornes de recharge haute puissance utilisant des dispositifs SiC ouvriront d'énormes perspectives de marché. Selon les données de CITIC Securities, le taux de pénétration actuel des dispositifs en carbure de silicium dans les bornes de recharge pour véhicules à énergies nouvelles n'est que d'environ 10 %, ce qui laisse également un large espace pour les bornes de recharge à haute puissance. En tant que fournisseur leader du secteur de la recharge en courant continu, MIDA Power a développé et commercialisé le module de recharge le plus performant en termes de densité de puissance. Ce module, le premier à bénéficier d'un indice de protection IP65 et d'une technologie de conduit d'air indépendant, a été conçu par une équipe R&D solide et une approche axée sur le marché. MIDA Power a déployé des efforts considérables pour développer avec succès le module de recharge haute efficacité SiC de 40 kW. Avec un rendement maximal exceptionnel supérieur à 97 % et une plage de tension d'entrée ultra-large de 150 V CC à 1 000 V CC, ce module répond à la quasi-totalité des normes d'entrée internationales tout en optimisant considérablement la consommation d'énergie. Face à la croissance rapide du nombre de bornes de recharge, il est probable que les MOSFET SiC et le module de recharge SiC 40 kW de MIDA Power soient de plus en plus utilisés dans les bornes exigeant une densité de puissance élevée.