ABB profite du salon InnoTrans, organisé du 20 au 23 septembre 2016 à Berlin (Allemagne), pour présenter son chargeur de nouvelle génération destiné aux applications ferroviaires et basé sur des semi-conducteurs de puissance au carbure de silicium (SiC).
Le carbure de silicium…
Dans les véhicules électriques et hybrides rechargeables, les semi-conducteurs de puissance sont présents au sein des unités de contrôle de puissance qui servent à contrôler la force d’entraînement des moteurs électriques dans les véhicules électrifiés. Ces composants, lorsqu’ils n’exploitent pas le carbure de silicium mais du silicium classique, sont responsables à hauteur de 20%, environ, des pertes électriques enregistrées sur les voitures branchées. L’an passé, Toyota Motor Corporation a lancé une expérimentation autour de cette technologie sur un prototype de Camry hybride et sur un bus à pile à combustible. Mais le carbure de silicium peut aussi permettre de réduire les coûts de fabrication d’un VE, comme le révélait en 2014 une étude menée à Boston par Lux Research, expert en conseils stratégiques sur les nouvelles technologies. Selon le cabinet américain, l’emploi de carbure de silicium au cœur de l’électronique de puissance permettrait de faire baisser le prix d’une Tesla Models S d’environ 6.000 dollars. Lux Research prédisait à l’époque qu’en 2020 tous les véhicules électriques exploiteraient le carbure de silicium comme matériau pour leurs composants électroniques.
…chez ABB
Chez ABB, l’emploi du carbure de silicium devient une réalité. Ce matériau permet de réduire de façon considérable le poids et le volume des chargeurs embarqués dans les trains. C’est ce que l’entreprise compte démontrer à InnoTrans, salon mondial du transport ferroviaire. Le résultat est étonnant, qui se présente sous la forme d’un appareil aux dimensions d’une boîte à chaussures (L x l = 36 x 22 cm). Baptisé Bordline BC et compatible avec toutes les tensions de batterie connues à bord des trains, il est environ 10 fois plus petit que le matériel équivalent de la précédente génération, mais aussi 80% plus léger. Quant à sa densité de puissance, elle est 15 fois supérieure à celle de ses prédécesseurs : 1 kW par litre et par kg. La mission qui est confiée à ce chargeur est d’importance, puisque dans les trains, les accumulateurs alimentent, par exemple, des circuits majeurs à vitaux, comme ceux des commandes et de l’éclairage.
Du tram au TGV
Parce qu’on en demande toujours plus au matériel, en termes de fiabilité, d’efficacité et d’intensité d’exploitation, les engins modernes sur rail embarqueront encore davantage de composants électroniques à puissance variable. ABB cite les tramways dans lesquels ces derniers « doivent être aussi légers que possible afin d’améliorer l’efficacité énergétique globale du système ». Les trains à grande vitesse et longue distance ont également besoin d’exploiter la technologie carbure de silicium au sein de dispositifs particulièrement endurants. Président pour ABB de la division Discrete Automation and Motion, Sami Atiya commente : « Le nouveau chargeur de batterie exploite tous les avantages possibles des SiC et des technologies de commutation douce qui permettent à l’électronique de puissance embarquée dans les engins de chemin de fer d’accéder à un niveau supérieur de performance ».
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