Des ingénieurs de Porsche ont créé un concept innovant de «batterie à courant alternatif» qui change la donne

Ce n’est pas parce que Porsche n’a pas atteint le succès escompté avec ses véhicules électriques que les ingénieurs allemands cessent d’améliorer leurs produits. Depuis plus de 50 ans, Porsche s’efforce de résoudre les problèmes liés au moteur arrière de sa 911, et il est clair que les Allemands ont fait leurs preuves dans ce domaine.

La situation des voitures électriques présente des similitudes notables. La Porsche Taycan en est un exemple frappant. D’une génération à l’autre, cette berline a considérablement augmenté son autonomie tout en préservant ses performances. Des améliorations similaires ont également été apportées au Porsche Macan. Actuellement, les ingénieurs allemands présentent un concept inédit, la “batterie à courant alternatif“.

Traditionnellement, un système de propulsion se compose d’une batterie haute tension associée à un système de gestion de la batterie, d’une électronique de puissance pour contrôler le moteur électrique, et d’un chargeur intégré pour la recharge en courant alternatif.

Dans ce cadre, l’électronique de puissance transforme la tension continue de la batterie haute tension en une tension alternative sinusoïdale triphasée pour le moteur de traction, grâce à un onduleur à impulsions. Les ingénieurs de Porsche ont conçu une nouvelle architecture structurelle visant à simplifier les composants.

Une plus grande simplicité pour une meilleure évolutivité

Le constructeur automobile allemand a pris la décision d’optimiser la conception de ses futurs modèles, car cette “structure a démontré son efficacité dans les véhicules actuels“. Pour ce faire, les ingénieurs de Porsche Engineering ont segmenté la batterie haute tension du système de propulsion électrique en 18 modules distincts, organisés sur trois niveaux.

Chacun de ces modules peut être contrôlé individuellement via des interrupteurs de puissance. “L’interconnexion flexible des divers modules de batterie au sein d’un convertisseur modulaire multiniveau parallèle (MMSPC), en tant que système distribué en temps réel, permet une modélisation dynamique de la courbe de tension, ce qui permet de générer directement la tension alternative triphasée du moteur à partir de la tension continue des modules de batterie.”

Porsche précise également que le nouveau concept de batterie est géré par une unité de contrôle standardisée, “équipée d’une plateforme informatique particulièrement performante et de capacités de gestion en temps réel“. Ce système a été développé dans le cadre d’une étude de faisabilité, testé sur un banc d’essai et présenté sur un véhicule.

Ce contrôle individuel constitue également une garantie de sécurité. Par exemple, en cas d’accident impliquant un véhicule électrique, le MMSPC se désactive et le système revient à ses modules individuels, permettant ainsi de continuer à mesurer uniquement la tension du module concerné.

L’unité de traitement constitue une plateforme multiprocesseur hétérogène qui opère comme un système intégré. Elle associe un réseau de portes programmables (FPGA), un circuit intégré doté de matériel programmable, pour gérer et surveiller les données en fonction des capacités en temps réel du système, ainsi qu’un processeur multicœur performant capable de traiter d’importants volumes de données au sein d’un même composant, précise Daniel Simon, chef de projet chez Porsche Engineering.

Simo a également souligné : “Le FPGA est capable d’effectuer des calculs complexes, ce qui permet de réduire la charge sur le processeur et de compenser les périphériques manquants, offrant ainsi des avantages notables en matière d’évolutivité et de flexibilité par rapport aux solutions classiques basées sur des microcontrôleurs.”