Les tendances émergentes que sont l’électrification et l’hybridation d’engins roulants ne peuvent se développer sans l’intégration de solutions performantes et fiables.
BIBUS France accompagne ses clients qui construisent et développent des véhicules électriques ou rétrofités en proposant des packages personnalisés comprenant des technologies efficientes ; parmi elles, des solutions indispensables développées par la société DMC (Digital Motor Control), les convertisseurs DC-DC isolés et les contrôleurs moteurs.
Découvrons en quoi ces deux solutions aux multiples avantages jouent un rôle essentiel dans le processus d’électrification.
Les caractéristiques et le fonctionnement des convertisseurs et contrôleurs moteur de DMC
L’électrification d’un véhicule à moteur thermique offre plusieurs avantages. Elle permet aux industriels ou des exploitants agricoles de réduire certaines dépenses comme celles liées à l’entretien des véhicules ou à l’achat de carburant réduisant ainsi les coûts de production. Elle permet aussi d’améliorer l’empreinte carbone, de réduire les nuisances sonores et les vibrations.
BIBUS France propose une offre sur mesure pour faire les bons choix et réussir ces projets d’électrification depuis l’étude de faisabilité jusqu’à la mise en service. Aussi est proposé un package comprenant : la motorisation électrique, le système de contrôle de la motorisation (inverter), une batterie basse ou haute tension, un chargeur embarqué ou stationnaire, différents convertisseurs DC-DC, le contrôleur véhicule, et les organes de commande et de surveillance (joystick, écran tactile couleur).
Les convertisseurs DC-DC et contrôleurs moteurs SUPERSIGMA2 et SIGMA LITE (inverter) composent l’électronique de puissance du véhicule. Ils jouent des rôles clés pour gérer l’énergie, les systèmes de propulsion électrique, les équipements du réseau de bord. Ils servent à récupérer et délivrer l’énergie entre la batterie, les moteurs et les autres composants embarqués et ainsi avoir une meilleure gestion d’électricité et donc de l’autonomie.
Les convertisseurs DC-DC : le contrôle de la tension continue
De manière générale, les convertisseurs DC-DC servent dans de nombreuses applications. Ils sont utilisés lorsque dans les équipements, chaque capteur, contrôleur ou circuit requiert une tension spécifique pour que l’ensemble fonctionne de manière optimale.
Les convertisseurs DC-DC isolés de DMC sont équipés de composants électroniques de haute technologie qui forment le circuit électronique de puissance. Leur rôle principal consiste à abaisser le courant continu (DC) de la batterie haute tension à un courant continu basse tension. Le convertisseur diminue la tension selon les besoins de puissance pour alimenter les équipements électriques du véhicule (tableau de bord, vitres électriques, feux, radio, etc).
Caractéristiques techniques
Les convertisseurs DC-DC isolés de DMC sont compacts et robustes avec un indice de protection IP65. Ils sont conçus pour être très résistants aux vibrations, ils sont protégés contre la surchauffe, contre les courts-circuits. Ils sont optimisés pour un fonctionnement entre -40°C et +105°C et à pleine charge de -40°C à +70°C. Un interrupteur à clé permet de gérer la marche et l’arrêt. 23 modèles différents permettent des tensions en entrée de 18 V à 175 V pour une puissance maximale délivrée jusqu’à 1500 W.
Les avantages du convertisseur de tension DC-DC de DMC
Ces caractéristiques participent à l’optimisation de l’ensemble du système.
● Le large panel de paliers de tension en entrée du convertisseur DC-DC de DMC permet de mieux s’adapter à la tension de la batterie et de mieux gérer les tensions nécessaires des applications stationnaires ou embarquées.
● La résistance à des températures extrêmes et sa conception optimale permettent de minimiser les pertes d’énergie lors de la charge et de la conversion de tension.
● Leur compacité est un atout au regard de l’ensemble des éléments nécessaires au fonctionnement d’un véhicule électrique.
● Leur conception assure la sécurité et la fiabilité de son fonctionnement grâce à la protection dans le cas de surchauffe et de surintensité.
Les contrôleurs moteur de DMC : du courant continu au courant alternatif & Vice versa
Les contrôleurs moteur (inverter) SUPERSIGMA2 et SIGMA LITE sont des convertisseurs onduleurs du réseau basse ou haute tension de la batterie vers les motorisations de traction. Ils convertissent le courant continu (DC) de la batterie en courant alternatif (AC) pour alimenter le moteur qui ne fonctionne qu’avec du courant alternatif. Ils constituent l’interface entre les batteries et le moteur électrique. En contrôlant la vitesse, le couple, la puissance fournie, les inverters contrôlent le moteur et ses différentes phases de fonctionnement (traction, accélération, régénération d’énergie pour recharger les batteries, décélération, freinage…).
Caractéristiques techniques et fonctionnement
Les caractéristiques techniques des contrôleurs moteur SUPERSIGMA2 et SIGMA LITE
rendent flexible et performant l’ensemble du système de propulsion électrique. Robuste (IP65) et résistant, il peut fonctionner dans des environnements difficiles et à des températures variées de -30°C à 85°C.
La sécurité du système est assurée grâce à la protection contre les courts-circuits. 7 entrées digitales et 4 entrées analogiques dont une pour relever la température du moteur permettent une surveillance et un contrôle précis du système.
Le protocole de communication et la connectivité avec d’autres composants sont très performants grâce aux CAN Open/J1939 et aux options de terminaison CAN intégrées.
Deux modes de contrôle permettent de choisir entre le contrôle de la vitesse ou celui du couple du moteur en fonction des besoins.
Les avantages des inverters SUPERSIGMA2 et SIGMA LITE
● Un programme intégré auto-tuning permet au contrôleur moteur de calculer rapidement tous les paramètres moteur et codeur nécessaires pour faire correspondre le moteur au contrôleur DMC. Il n’est donc pas nécessaire d’envoyer le matériel chez DMC pour un calibrage ce qui permet un gain de temps lors du démarrage d’un projet.
● Une grande flexibilité dans le choix du moteur. Les convertisseurs sont conçus pour être compatibles avec 3 types de moteurs différents : AC (courant alternatif), PMS (moteurs synchrones à aimants permanents) et IPM (moteurs à aimants permanents intégrés) en programmant simplement le firmware approprié.
● Un logiciel de contrôle de trajectoire intégré permet aux contrôleurs moteur de faciliter la configuration : traction/propulsion, roues directrices avant/arrière, 4 roues motrices à articulation centrale. La flexibilité des contrôleurs DMC permet de s’adapter à de nouvelles configurations existantes ou futures.
● Un fonctionnement sans surchauffe. Avec la fonction “Field weakening”, le véhicule électrique peut rouler à des vitesses élevées sans surchauffe ni pertes d’efficacité.
● Les entrées Sin/Cos pour un fonctionnement optimal du moteur. Cette fonction permet au contrôleur moteur de déterminer précisément l’angle du rotor du moteur.
Dans le processus d’électrification des engins roulants, les convertisseurs et les contrôleurs moteur sont des composants clés dans la régulation et la conversion de l’énergie électrique. Leur technologie de pointe permet un contrôle précis, fiable et sécurisé du moteur et optimise l’ensemble du système électrique.
BIBUS France accompagne ses clients dans le développement de l’électrification de véhicules roulants. N’hésitez pas à contacter nos experts de l’assistance électrique.