Depuis trois

L'industrie des véhicules électriques (VE) surfe sur une autre grande vague. Ces véhicules ne sont plus perçus comme une mode de consommation ; les gouvernements font désormais pression pour une électrification généralisée des routes. Par exemple, le Royaume-Uni et la Californie rendent obligatoires les véhicules zéro émission d'ici 2035.

Afin de répondre à ces demandes, les EE optimisent les véhicules électriques - et en particulier les véhicules électriques hybrides légers (MHEV) - pour qu'ils soient plus petits et plus légers afin de les rendre plus abordables.

Texas Instruments a abordé ce problème avec son tout dernier produit, un pilote de moteur 48 V hautement intégré destiné à réduire considérablement la surface du circuit imprimé. Nous avons parlé avec Kannan Soundarapandian, responsable de l'unité commerciale Motor Drives de TI, pour en savoir plus sur la nouvelle technologie.

La forme la plus populaire de moteurs EV est sans doute le moteur à induction triphasé.

Un moteur triphasé est un type de moteur électrique composé de deux composants principaux : un rotor et un stator. Le rotor est la partie du moteur qui tourne réellement tandis que le stator est la partie du moteur qui fait tourner le rotor. Le stator lui-même est composé de trois paires de bobines régulièrement espacées autour du rotor.

Le moteur est appelé "triphasé" car il est entraîné par trois sources de courant alternatif qui sont intentionnellement déphasées les unes par rapport aux autres, chacune étant appelée une "phase". Chacune des paires de bobines de stator est attachée à une phase et, en raison des différences de phase, elles génèrent un champ magnétique rotatif continu qui tourne autour du stator.

Ce champ magnétique changeant crée par induction un courant mobile à l'intérieur du rotor, qui est en retard sur le champ du stator. Ce décalage crée une force de traction sur le rotor, provoquant la rotation qui déplace un EV.

Bien que les moteurs triphasés offrent des rendements et des performances élevés pour les véhicules électriques, ils ne sont pas sans inconvénients. Comme l'a expliqué Soundarapandian, pour piloter un moteur triphasé, le système nécessite trois ensembles individuels de pilotes de moteur et les circuits associés.

"Dans un système de pilote de moteur typique, vous avez trois phases, vous devez donc imaginer que ce (circuit) se répète trois fois. Et il y a beaucoup de composants", explique-t-il. "Il y a des circuits de contrôle, des résistances, des diodes, ainsi que certaines des fonctions de sécurité qui sont généralement mises en œuvre en externe."

Répéter ce circuit trois fois augmente rapidement la nomenclature, le coût et la surface. De plus, essayer de maintenir l'intégrité du signal dans un environnement déjà bruyant devient encore plus difficile à mesure que le routage devient plus restreint.

La solution à ce problème, selon Texas Instruments, est une intégration plus élevée, amenant tous les composants externes sur le circuit intégré du pilote. C'est exactement ce que l'entreprise a cherché à faire avec son tout nouveau produit, le DRV3255-Q1.

TI rapporte que ce produit est le premier pilote de moteur triphasé 48 V BLDC de l'industrie à intégrer une logique de court-circuit actif côté haut et côté bas, éliminant efficacement les transistors externes et la logique de contrôle nécessaires.

Sur ce qui rend l'appareil si spécial, Soundarapandian a souligné : "C'est cet aspect d'intégration où nous intégrons un grand nombre de composants externes. C'est la meilleure alimentation sur un système 48 V."

On dit que le nouveau circuit intégré réduit la surface du circuit imprimé jusqu'à 30 % tout en étant capable de fournir jusqu'à 30 kW de puissance au moteur. Le dispositif est également évalué à 95 V, protégeant le circuit intégré des pointes transitoires élevées sur le rail 48 V.

Conçu avec une fonction de logique de court-circuit active, le pilote de moteur BLDC permet aux concepteurs de mettre en œuvre des connexions MOSFET en fonction des exigences du système. Ceci, à son tour, peut aider à atténuer les surtensions et les pannes généralisées du système du moteur du véhicule et d'autres composants électriques. Le mode de court-circuit actif est automatiquement activé par la réponse dynamique aux défauts de l'appareil lorsqu'il est confronté à des conditions de surtension.

L'un des objectifs déclarés de cette version n'est pas seulement la sécurité qu'elle offre aux conducteurs de MHEV, mais également la réduction des émissions de CO2 du moteur à combustion interne du véhicule.

Asif Anwar de Strategy Analytics affirme : « Un système 48 V est un changement radical que les fabricants d'équipement d'origine [OEM] peuvent mettre en œuvre pour atteindre les objectifs de réduction des émissions, tout en ajoutant de la puissance pour les fonctionnalités avancées du système d'assistance à la conduite et en gérant la consommation d'énergie. charges telles que le système de chauffage, de ventilation et de climatisation. »

Le pilote de moteur BLDC AEC-Q100 Grade 0 peut atteindre le niveau d'intégrité de sécurité automobile (ASIL) D. En raison de ses niveaux de puissance de sortie élevés, les conducteurs de véhicules lourds pourront accélérer plus rapidement à partir d'une position arrêtée.