La technologie de base de DENSO créée par la collaboration de ses experts — Comment DENSO développe les onduleurs, qui détiennent la plus grande part au monde.

DENSO Tech Links #16 portait sur le thème "Les composants automobiles changent l'avenir de l'électrification des véhicules !" et discuté de l'électrification des véhicules du point de vue unique de DENSO en tant que fournisseur de composants automobiles. Sho Hashimoto des composants d'électrification Eng. Div. 1 monte sur le podium pour parler du développement des onduleurs de DENSO.

【Conférencier】 Composants d'électrification Sho Hashimoto Eng. Div. 1, DENSO CorporationDéveloppement d'onduleurs depuis l'adhésion à DENSO Je vais parler de la manière dont DENSO développe les onduleurs. Avant de commencer, je voudrais me présenter. Je m'appelle Sho Hashimoto et j'ai rejoint DENSO en 2010. Depuis lors, j'ai été impliqué dans le développement et la production en série d'onduleurs, y compris le développement de logiciels pour le contrôle des onduleurs. Depuis 2017, je développe du matériel d'onduleur. En tant qu'ingénieur, j'ai passé toute ma carrière avec des onduleurs. Je voudrais expliquer un peu les onduleurs de DENSO et comment ses ingénieurs les développent.

Les onduleurs sont essentiels aux véhicules électriquesPermettez-moi de commencer par décrire ce qu'est un onduleur. Tous les véhicules hybrides et électriques utilisent ces trois dispositifs illustrés sur cette diapositive. Premièrement, une batterie pour stocker l'électricité, deuxièmement, un onduleur, qui est illustré au milieu de la diapositive, et troisièmement, un moteur pour entraîner les roues. Ces types de moteurs fonctionnent généralement sur courant alternatif. Par conséquent, le courant continu de la batterie doit être converti en courant alternatif à l'aide d'un onduleur. Pour cette conversion, les onduleurs ont un composant appelé module d'alimentation avec un dispositif de commutation à semi-conducteur qui s'allume et s'éteint pour changer la direction du courant vers générer un courant alternatif. Les onduleurs sont indispensables aux véhicules électriques.

Les onduleurs DENSO sont utilisés dans les véhicules électriques du monde entierLes onduleurs DENSO sont utilisés dans le monde entier. Ici, je vais parler de leur histoire. DENSO a commencé à produire en série des onduleurs en 1997. La production annuelle a atteint un sommet de 1,2 million d'unités en 2020. Les onduleurs de DENSO sont utilisés par un large éventail de constructeurs automobiles du monde entier, notamment Toyota, Nissan et Hino pour ses véhicules utilitaires, ainsi que clients étrangers tels que Ford et China FAW Group. En 2018, DENSO était en tête du monde avec la plus grande part de marché de 32 % sur le marché mondial des onduleurs. Nos onduleurs équipent les véhicules électriques utilisés dans le monde entier.

Augmentation du nombre de véhicules électriques utilisés dans le monde en raison de contrôles plus stricts des émissions de CO2 Je vais maintenant passer à la discussion sur l'environnement entourant les onduleurs. Comme Kudo l'a expliqué, la plupart des pays du monde ont renforcé leurs réglementations sur les émissions de CO2 dans le but d'atteindre la neutralité carbone mondiale. Les constructeurs automobiles réduisent également les émissions de CO2 dans le cadre de leurs objectifs.

En conséquence, comme le montre la figure de droite, les véhicules électriques deviennent de plus en plus populaires sur le marché mondial des véhicules. Ce chiffre décompose les ventes réelles et prévues de véhicules à moteur et électriques en 2020, 2025 et 2030. Le nombre de véhicules électriques devrait augmenter dans le monde.

Demande d'onduleurs à faible perte et à courant élevé Alors, quel type d'onduleurs faut-il développer, en particulier pour les véhicules électriques à batterie ? Toute l'énergie utilisée dans les véhicules électriques à batterie est fournie par leurs batteries, mais cette caractéristique suscite également des inquiétudes quant à leur autonomie. Ils peuvent voyager jusqu'à ce qu'ils épuisent la puissance de leurs batteries complètement chargées. Cependant, dans la pratique, ils doivent être rechargés à une borne de recharge avant qu'ils ne soient à court d'énergie. Comme il faut au moins 30 minutes pour recharger une batterie presque épuisée même avec un chargeur rapide, cela peut frustrer les personnes habituées aux véhicules à essence. Par conséquent, l'économie d'énergie de la batterie rendra les véhicules électriques plus attractifs. Regardons la répartition des pertes dans un véhicule électrique. Ces pertes correspondent à la quantité d'énergie qui n'est pas utilisée du tout, comme pour la propulsion du véhicule et la climatisation, et qui finit donc par être gaspillée. Sur les pertes totales de puissance du véhicule, les pertes de l'onduleur représentent une part importante et doivent donc être réduit. Laissez-moi vous expliquer davantage sur les onduleurs en termes de groupes motopropulseurs. Dans les véhicules électriques hybrides, le moteur est la principale source d'alimentation et est soutenu par des moteurs électriques. Les véhicules électriques à batterie utilisent leurs moteurs pour produire toute la puissance nécessaire. La force de rotation des roues est appelée couple. Plus l'aimant d'un moteur est puissant, plus le couple généré est important. De plus, plus le courant dans un moteur est important, plus le couple généré est important. Cela signifie qu'une grande quantité de courant est nécessaire pour faire avancer les véhicules électriques à batterie. Les véhicules électriques ont besoin d'onduleurs à faible perte et à courant élevé.

Réduction des pertes des modules de puissance, qui représentent 90 % des pertes des onduleursLaissez-moi vous expliquer les modules de puissance. Ce sont les composants les plus critiques pour développer des onduleurs à faibles pertes. La réduction des pertes des modules de puissance, qui représentent environ 90 % des pertes des onduleurs, est le plus grand défi. Les modules de puissance de DENSO sont appelés "Power Cards" en raison de leur forme. N'oubliez pas ce nom. De nombreux autres fabricants d'onduleurs achètent des modules de puissance couramment disponibles pour les intégrer dans leurs onduleurs. Mais DENSO développe et produit même des dispositifs semi-conducteurs au lieu de les acheter à d'autres sociétés. Dans le cadre de ses efforts considérables pour développer et produire des modules de puissance, DENSO a récemment créé MIRISE Technologies, une société de développement de semi-conducteurs, conjointement avec Toyota et a commencé à produire des composants semi-conducteurs. dans son usine de Hirose, qui a été transférée de Toyota. Permettez-moi de parler des modules de puissance de DENSO. Récemment, les semi-conducteurs de puissance en carbure de silicium (SiC) se sont répandus dans le monde entier. Comme ils permettent de réduire considérablement les pertes dans les modules de puissance par rapport aux semi-conducteurs classiques en silicium (Si), un nombre croissant de véhicules électriques les adoptent. DENSO utilise également des semi-conducteurs de puissance SiC. Ils peuvent réduire les pertes d'énergie électrique jusqu'à 7 % et devraient les réduire de manière significative.

Module d'alimentation à courant élevé activé par la propre technologie de refroidissement de DENSO Ensuite, j'expliquerai la technologie de DENSO qui a activé un module d'alimentation à courant élevé. Un problème majeur des modules de puissance qui fonctionnent avec un courant élevé est que plus le courant qui les traverse est important, plus il y a de pertes. Les modules de puissance sont chauffés par ces pertes et peuvent tomber en panne dans certains cas. Pour faire face à ces défis, DENSO a utilisé sa propre technologie de refroidissement : une carte de puissance, le module de puissance de type carte que j'ai mentionné précédemment, est étroitement placée entre deux dispositifs de refroidissement conçus pour évacuer la chaleur des deux côtés de la Power Card. La technologie de refroidissement de DENSO atteint 1,5 fois les performances de celles développées par d'autres sociétés.

Créer les propres onduleurs de DENSO qui intègrent des dispositifs et des technologies cruciaux développés en interneMaintenant, je voudrais expliquer nos autres technologies. L'appareil illustré au milieu de la diapositive est une unité de commande électrique auto-développée. Les ECU de DENSO ont un circuit appelé circuit intégré de commande pour allumer et éteindre les dispositifs à semi-conducteurs de puissance. Les circuits intégrés de commande ont pour fonctions importantes de permettre aux dispositifs à semi-conducteurs de puissance de fournir les performances requises et de les protéger en cas de panne. DENSO développe en interne des circuits intégrés d'entraînement. Ils sont conçus pour fonctionner avec des dispositifs à semi-conducteurs de puissance afin de leur permettre d'offrir des performances maximales. De plus, DENSO développe une technologie de commande de moteur en interne pour garantir que les onduleurs et les moteurs fonctionnent correctement en fonction des conditions de fonctionnement du véhicule. La diapositive montre également le slogan de la marque DENSO : " Crafting the Core », et nous développons des onduleurs en conséquence. DENSO développe des dispositifs et des technologies clés en interne pour continuer à créer des onduleurs uniques.

Leader mondial avec les onduleurs inégalés de DENSOAvant de terminer, permettez-moi d'énumérer les technologies requises pour développer des onduleurs. Les technologies dont j'ai parlé aujourd'hui ne sont qu'une partie de celles utilisées dans les onduleurs, et je suis sûr que vous savez que les onduleurs nécessitent de nombreuses technologies. Personne ne peut développer seul un onduleur. Des experts de différents domaines doivent collaborer les uns avec les autres pour les développer.

DENSO vise à rester leader mondial avec ses onduleurs inégalés.