Solutions d'électronique de puissance pour le développement de chargeurs embarqués (OBC) : comment Valeo a rationalisé l'innovation avec OPAL-RT

L'entreprise

Valeo est un chef de file technologique mondial et un partenaire de confiance des constructeurs automobiles et des pionniers de la mobilité dans le monde entier. En mettant l'accent sur une mobilité propre, sûre et intelligente, Valeo développe des innovations de pointe dans les domaines de l'électrification, des systèmes d'aide à la conduite (ADAS), de l'expérience intérieure et de l'éclairage. En 2021, l'entreprise a réalisé un chiffre d'affaires de 17,3 milliards d'euros et employait plus de 103 000 personnes dans 31 pays.

Dans le cadre de sa division Mobilité électrifiée, Moctar Coulibaly, directeur de la plateforme R&D, dirige le développement des chargeurs embarqués haute tension (OBC) et des convertisseurs DCDC - des composants essentiels à la mission qui définissent l'expérience de l'utilisateur de VE et l'intégration avec le réseau public.

Les défis

Le chargeur embarqué (OBC) est une pierre angulaire de l'écosystème des véhicules électriques, responsable de la conversion de l'Énergie , de la communication avec le réseau et de la facilité d'utilisation pour le consommateur. Avec plus de 90 modèles de véhicules électriques utilisant la technologie Valeo, l'entreprise a été confrontée à des défis majeurs en matière de conception et d'essais :

• Simulation des conditions variables du réseau, des chutes de tension, des harmoniques et des profils de charge.
• Répondre aux nouvelles normes pour les communications entre véhicules et réseau (V2G) et entre véhicules et charge (V2L).
• Modélisation précise des convertisseurs PFC et LLC à des fréquences de commutation extrêmement élevées (jusqu'à 400 kHz).
• Des pas de temps inférieurs à 200ns et une détection PWM précise sont nécessaires pour valider les lois de contrôle et s'assurer que l'ondulation du courant de la batterie répond aux exigences strictes.

Pour mettre au point la prochaine génération d'OBC, Valeo avait besoin d'une plateforme simulation en temps réel capable de répondre à l'échelle et à la vitesse de ses innovations.

La solution OPAL-RT

Valeo a collaboré avec OPAL-RT pour déployer la boîte à outils eHS Gen5 Power Electronics Toolbox sur la plateforme OP5707, intégrée à RT-LAB et à l'éditeur de schémas d'OPAL-RT pour une configuration rapide et intuitive des modèles.

Les principales capacités sont les suivantes

• Pas de temps de 100ns-200ns avec une résolution de 625ps sur les événements de déclenchement, ce qui permet une précision inégalée.
• Plus de 4 000 points par cycle de commutation, idéal pour les convertisseurs à haute fréquence.
• Modélisation réaliste de l'impédance du réseau, de la distorsion harmonique et du comportement de conduction des diodes.
• Flux de travail rapide et flexible basé sur Simulink avec des outils d'interface utilisateur avancés.
• Validation accélérée des performances de l'OBC dans des conditions de défaillance réelles avant les essais physiques.

Les résultats

• Robustesse accrue de l'ensemble du système OBC, y compris l'interface AC/DC et la connexion au réseau.
• Validation réussie de la logique de contrôle à grande vitesse et du comportement de l'ondulation du courant de la batterie dans des conditions variables.
• Réduction du temps de développement grâce à la simulation et au dépannage de la dynamique du système dès le début du cycle.
• Reproduction des événements sur le terrain à l'aide du même logiciel de contrôle, ce qui garantit un alignement parfait entre le test et la réalité.
• Renforcement d'un partenariat de longue date entre OPAL-RT et l'équipe de Moctar - de GE Énergie à Valeo.

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