Les semiconducteurs pourraient améliorer l’efficacité, le confort et le prix des VE
3Ccar (Integrated Components for Complexity Control in affordable electrified cars) s’est attelé à résoudre les enjeux liés à la complexité. Son ambition est d’accroitre le confort et de rendre les voitures électriques plus abordables, tout en ouvrant la voie à ce que la plupart des parties prenantes pensent être le futur de la mobilité: les véhicules connectés et automatisés. «Pour le dire simplement, nous pallions la complexité grandissante des voitures électriques, qui elle-même est le résultat de besoins croissants en matière de fonctionnalités, d’efficacité et de confort pour des voitures électriques intelligentes et abordables, et cela grâce aux semiconducteurs», explique le coordinateur de 3Ccar, Reiner John, de chez Infineon Technologies. Mais pour y parvenir, les choses n’ont pas été aussi faciles que ne le laisse entendre ce court résumé. Le projet a consisté à prendre trois composantes essentielles des véhicules électriques: le groupe motopropulseur, la batterie, et les systèmes de pile à combustible, et de les repenser complètement afin d’y incorporer des semiconducteurs très novateurs capables d’accroître leur efficacité énergétique, leur rentabilité et leur fiabilité. Puis il a fallu relier ces composantes au moyen de modules fonctionnels, thermo-électriques, électromécaniques, électroniques et nanoélectroniques. «C’est une approche totalement différente, qui s’éloigne des architectures E/E classiques pour adopter une architecture organisée par domaine et intégrer l’ensemble des sous-systèmes», explique M. John. Prenons l’exemple des batteries: alors qu’on pourrait considérer qu’elles sont le cœur d’une voiture électrique, le projet 3Ccar a eu pour objectif d’en faire également le cerveau. En comparaison avec les bloc-batteries standards, le système 3Ccar s’avère plus rentable sur l’ensemble de son cycle de vie: des microcontrôleurs embarqués permettent à chaque pile de connaître son état et de «communiquer» avec ses pairs et les autres dispositifs du véhicule. En cas de problème, la pile se dissociera simplement de l’ensemble et la voiture continuera à fonctionner. En outre, alors qu’une seule pile défectueuse impliquait jusqu’ici le remplacement de toute la batterie, il sera désormais possible de ne changer que la pile problématique. En d’autres termes, l’objectif du projet, qui est d’améliorer l’intégration, implique également d’accroitre la partition du système. Selon les membres du consortium 3Ccar, cette partition est essentielle pour optimiser la solidité et la simplicité, améliorer la redondance en cas de défaillance, réduire les coûts et faciliter l’indépendance vis-à-vis des fournisseurs en matière d’entretien. Fidèle à cette vision, le projet conteste en fait l’approche conventionnelle reposant sur un ordinateur centralisé et multifonction qui administre l’ensemble des systèmes de la voiture. À la place, il plaide pour un système embarqué qui est désormais capable de capter des données tout en permettant une évaluation et une programmation à distance et en temps réel. Et cela est possible grâce à des algorithmes basés sur des modèles qui déterminent la durée de vie et le statut d’opérabilité de chacune des composantes du véhicule électrique. «Notre approche se révèle fructueuse, et l’on envisage déjà les adaptations industrielles. Les exigences de disponibilité et de fonctionnement continus, même après la défaillance d’un sous-système, sont désormais largement partagées, notamment pour les voitures fortement automatisées de catégorie L4 et L5», poursuit M. John. Dans la mesure où l’on prévoit que les voitures électriques, connectées et automatisées (ECA) deviendront la norme à l’horizon 2030, les technologies développées dans le cadre du projet 3Ccar devraient rapidement se frayer un chemin vers une application commerciale.
Mots‑clés
3Ccar, démonstrateur, voiture électrique, diagnostics, semiconducteur, voiture automatisée, Infineon, nanoélectronique
