Électronique de puissance pour l’électrification des véhicules

A l’issue de la formation, le stagiaire connait les principaux composants de l’électronique de puissance, leur rôle et leur inter action. Il est en mesure de connaître les différentes architectures intervenant dans l’électrification des véhicules. Il sera capable d’identifier et d’apporter des solutions aux problèmes liés à l’usage des convertisseurs thermiques

Une évaluation de validation des acquis avec retour du formateur sera réalisée à la fin de la session

• Zoubir KHATIR

MATLAB/Simulink pour la troisième journée

Introduction à l'électronique de puissance (2h, jour 1)

• Qu'est-ce que l'électronique de puissance ?
• Principes fondamentaux : principe du découpage, rôle des composants actifs, rôle des composants passifs ;
• Les différents enjeux : la montée en fréquence de découpage, la montée en température de fonctionnement, l'utilisation de composants grands gaps (SiC, GaN) ;
• Fonctions de base de l'électronique de puissance (les types de conversion).

Électrification des véhicules et architectures (2h, jour 1)

• Niveau d'hybridation – puissance ;
• Besoins en électronique de puissance pour les véhicules ;
• Architectures des véhicules électrifiés, Focus sur les principales structures de conversion : Le chargeur off et on-board (conversion AC/DC, conversion DC/DC, la correction du facteur de puissance, CEM), La traction (hacheur boost, onduleur de traction), Chargeur batterie BT (hacheur buck).

Les structures de conversion : principes de fonctionnement (3h, jour 1)

• La cellule de commutation : cellule half-bridge, filtrage ;
• La conversion DC/DC : hacheurs directs et indirects, hacheurs isolés et non-isolés, principe de fonctionnement des divers types de hacheurs (abaisseur, élévateur, buckboost, Cùk) ;
• La conversion DC/AC : les onduleurs, la structure half-bridge, le pont en H, l'onduleur triphasé ;
• La conversion AC/DC ;
• La commandes des convertisseurs.

Conception des convertisseurs : problèmes et enjeux (7h, jour 2)

• Le rendement : Les composants de l'électronique de puissance : les composants passifs (caractéristiques, performances, calculs de pertes, éléments dimensionnant), les composants actifs (caractéristiques statiques et dynamiques, performances, les familles de composants, calculs de pertes, éléments dimensionnant), exemple de dimensionnement de composants pour un convertisseur DC/DC ;
• La thermique : Origine des problèmes thermiques, le transfert de chaleur dans les systèmes de conversion, limites en température, modélisation thermique par réseau RC (Cauer et Foster), notion d'impédance thermique, calculs d'élévation de température, le cyclage de puissance et la fatigue thermique, dimensionnement du refroidissement ;
• La CEM : origine des problèmes, les perturbations conduites et rayonnées, les mécanismes de couplage, les éléments parasites dans un convertisseur DC/DC, calculs d'éléments parasites, règles de conception, filtrage ;
• Les outils de simulations et de conception : PSIM, Matlab/Simulink, Simplorer, Pspice.

TP sur matlab/simulink (jour 3)

• Dimensionnement thermique : Gestion thermique d'un MOSFET ;
• Dimensionnement d'un hacheur élévateur ;
• Redresseur sur charge résistive ;
• Redresseur sur charge inductive ;
• Onduleur monophasé à commande décalée.

Cette formation s’adresse aux ingénieurs et techniciens qui souhaitent développer leurs connaissances sur l’électronique de puissance. Il est préférable de connaître Matlab Simulink pour bénéficier pleinement de la 3ème journée.