L’avenir des voitures électriques ne dépend pas seulement de la technologie de batterie ou de moteur la plus avancée. Tirer le meilleur parti du courant électrique et éviter les pertes est essentiel dans l’efficacité énergétique. Le prestigieux institut allemand https://www.fraunhofer.de/en.html travaille justement sur ce sujet. La vraie solution serait d’utiliser le semi-conducteur nitrure d’aluminium au lieu du carbure de silicium, largement utilisé actuellement dans l’industrie des voitures électriques.
Le carbure de silicium est un alliage chimique largement utilisé dans les voitures électriques les plus puissantes. Les nouvelles Maserati zéro émission disposent de cette technologie de pointe, ainsi que les modèles Mercedes EQ, entre autres. Une solution compatible avec le réseau de charge électrique 800V et qui est également présente dans les onduleurs, l’un des éléments fondamentaux des systèmes électriques, qui se charge de transformer le courant continu que la batterie stocke en courant alternatif avec lequel fonctionnent les moteurs électriques.
Le carbure de silicium est le niveau de technologie le plus avancé aujourd’hui, car il réduit considérablement les pertes de courant de l’accumulateur de puissance aux unités de propulsion, mais ces pertes se produisent toujours. L’idéal, logiquement, c’est qu’elles n’existent plus, puisque la chaleur générée est également perdue et ne peut être récupérée, détournée et utilisée pour la pompe à chaleur et la climatisation de l’habitacle.
Le nitrure d’aluminium empêche les pertes d’énergie dans les voitures électriques
Une perte d’efficacité que les marques essaient de contrôler au maximum, mais ce n’est pas facile. La solution a été trouvée par le prestigieux Institut Fraunhofer, une éminence liée à l’industrie automobile en Allemagne, qui a déjà découvert un substitut au carbure de silicium appelé nitrure d’aluminium. Par rapport au « SiC », car la première combinaison est connue chimiquement, « AiN ». L’aluminium est un excellent matériau aux propriétés très intéressantes car, en plus d’être un isolant, c’est aussi un excellent conducteur capable de transmettre du courant à différents niveaux de puissance. Ce dont les voitures électriques ont besoin.
En 2022 les spécialistes des matériaux de Fraunhofer ont réussi à transformer un cristal AiN de 43 millimètres d’épaisseur en une plaquette de seulement 1 millimètre après avoir subi un processus de meulage et de rognage. Bien qu’il soit pratiquement aussi mince qu’une feuille, ses propriétés intrinsèques restent intactes, résistant à une conductivité thermique six fois supérieure à celle du SiC et maintenant une température de fonctionnement optimale allant jusqu’à 2 200º par rapport aux 210º offerts par le carbure de silicium ou 400º par le nitrure de gallium.
Le nitrure d’aluminium augmente l’autonomie des voitures électriques
Cette avancée technologique importante permettra de réduire la taille de l’onduleur des voitures électriques et d’augmenter l’autonomie sans augmenter la capacité de la batterie. Sa propriété isolante protège également au maximum les appareils, en évitant les interférences dans les champs électriques, de sorte que les performances des moteurs électriques sont maintenues dans des conditions de puissance faible et élevée.