Taille et part du marché des onduleurs pour véhicules électriques, par type d’onduleur (SiC, IGBT) ; Plage de puissance, propulsion du véhicule, type de véhicule – Analyse de l’offre et de la demande mondiale, prévisions de croissance, rapport statistique 2025-2037

Marché des onduleurs pour véhicules électriques : moteurs de croissance et défis

Moteurs de croissance

• Adoption croissante des systèmes de recharge sans fil pour véhicules électriques : les systèmes de recharge sans fil nécessitent des onduleurs haute fréquence qui convertissent le courant continu en courant alternatif, qui est transmis sans fil au véhicule. Le rôle crucial que jouent les convertisseurs AC/DC et DC-DC dans la gestion et la conversion de l’énergie électrique entre les systèmes d’émission et de réception justifie leur construction et leur fonctionnement réfléchis. La tension fournie passe de basse à haute fréquence à l'aide d'un onduleur haute fréquence. Une fréquence élevée contribue à une variation accrue du flux de l'émetteur, ce qui augmente le facteur de couplage. La capacité de transfert de puissance est améliorée par un facteur de couplage élevé.
  
  Les constructeurs de véhicules électriques intègrent des systèmes de recharge sans fil dans leurs voitures à mesure que l'infrastructure de chargement sans fil se développe, ce qui augmente la demande d'onduleurs sophistiqués offrant des temps de charge plus rapides et une meilleure expérience utilisateur. Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), il y avait 2,7 millions de bornes de recharge publiques fin 2022, dont plus de 900 000 installées la même année dans le monde. Cela représente une augmentation de 55 % par rapport au stock de 2021 et équivaut au taux de croissance de 50 % avant la pandémie entre 2015 et 2019.
• Émergence de la recharge bidirectionnelle : le rôle de l'électronique de puissance dans la recharge des batteries des véhicules électriques est devenu encore plus complexe et sophistiqué avec l'introduction de la technologie de recharge bidirectionnelle, également connue sous le nom de Vehicle-to-Grid (V2G). Ces systèmes disposent également d'une électronique de puissance conçue pour charger la voiture et renvoyer l'énergie de la batterie au réseau ou à la maison pendant les pannes de courant ou les périodes de forte demande. Dans les systèmes de recharge sans fil pour véhicules électriques, l’électronique de puissance ajuste la puissance en fonction du flux allant de la batterie du véhicule vers la bobine primaire, la bobine secondaire et le réseau. La combinaison des processus, de la rectification et de l'inversion garantit de forts transferts d'énergie sans sacrifier les protocoles et les exigences de sécurité. La demande croissante de technologie de recharge bidirectionnelle a accru l'adoption d'onduleurs avancés pour contrôler des algorithmes avancés afin de diriger le flux d'énergie bidirectionnel, garantir la stabilité du réseau et améliorer le transfert d'énergie.
• Progrès de la technologie des onduleurs : les onduleurs s'améliorent continuellement en termes d'efficacité énergétique, de résistance thermique et de fiabilité. Ils sont également utilisés dans les automobiles hybrides et à pile à combustible, ainsi que dans les véhicules électriques à batterie, où ils servent d'équilibre et de secours pour le fonctionnement continu des systèmes électriques du véhicule. Les onduleurs modernes sont légers et compacts en termes de poids et de taille, surtout par rapport à la masse totale du véhicule. Les avantages liés à la réduction du poids de l'onduleur sont diminués pour les véhicules utilitaires dont le poids à vide est nettement plus élevé.
  
  Les principaux acteurs lancent de nouveaux produits sur le marché, ce qui stimule la croissance du marché des onduleurs pour véhicules électriques. Par exemple, en septembre 2021, Hitachi Astemo, Ltd. et Hitachi, Ltd. ont annoncé conjointement le développement d'un système à entraînement direct petit et léger pour le marché de plus en plus populaire des véhicules électriques, qui intègre le frein, l'onduleur et le moteur en une seule unité. De plus, les semi-conducteurs SiC et GaN devraient remplacer les transistors traditionnels à base de silicium dans les onduleurs de traction, offrant ainsi une plus grande efficacité, des taux de commutation plus rapides et une densité de puissance plus élevée.

Défis

• Durée de vie limitée de la batterie : la partie la plus coûteuse d'un véhicule électrique est la batterie. À mesure que la batterie vieillit, des inquiétudes concernant les dépenses de maintenance et les calendriers de remplacement de la batterie surgissent. Bien que la technologie des batteries se développe rapidement, les voitures électriques modernes ont souvent une autonomie de seulement 250 à 300 miles avant de devoir être arrêtées pour être rechargées. De nombreux conducteurs craignent de se retrouver bloqués lors de longs trajets routiers sans bornes de recharge facilement disponibles en raison de cette anxiété. L'utilisation généralisée des véhicules électriques dépendra de la résolution des problèmes liés à la durée de vie des batteries et de l'augmentation considérable de l'autonomie du véhicule grâce aux progrès de la technologie de recharge et de la taille des batteries.
• Coût élevé des matériaux : En raison de leurs excellentes caractéristiques électriques et de leurs pertes de puissance minimes, le carbure de silicium (SiC) et l'oxyde de graphène (GaN) sont des semi-conducteurs essentiels pour augmenter l'efficacité des onduleurs dans les véhicules électriques. Les onduleurs nécessitent des investissements initiaux plus importants car ces semi-conducteurs sont plus chers et plus difficiles à fabriquer que les semi-conducteurs classiques à base de silicium. Par conséquent, le coût élevé de ces matériaux entravera la croissance du marché des onduleurs pour véhicules électriques.