Semi-conducteurs: mini poids lourds
Les chargeurs de batterie gagnent également en rapidité afin que les automobilistes puissent reprendre rapidement la route après avoir branché leur véhicule.
Certains des nouveaux superchargeurs affichent des puissances de 250 kW, soit le double de ce que proposaient les modèles de première génération de Tesla, avec 120 à 150 kW seulement.
Autrement dit, cinq minutes de charge pourraient permettre de parcourir jusqu’à 120 km. Un nouveau réseau de chargeurs déployé à travers l’Europe et fonctionnant avec une tension de 800 V pourrait faire passer la puissance de charge au niveau impressionnant de 350 kW.
Pour y parvenir, cela dit, il faudra d’abord s’affranchir de quelques obstacles technologiques.
En premier lieu, il y a la question de la conversion électrique. Ces chargeurs ultrarapides ont besoin d’une alimentation électrique puissante, qui équivaut à la consommation d’environ 60 foyers de taille moyenne6.
Étant donné qu’ils fonctionnent avec du courant continu (CC), les chargeurs rapides doivent commencer par convertir le courant alternatif (CA) fourni par le réseau en CC.
Puis vient la voiture elle-même. Pour qu’un VE puisse utiliser un chargeur ultrarapide, il doit être doté de systèmes électroniques et de semi-conducteurs de pointe pour gérer la puissance. La refonte de ces systèmes est une entreprise d’envergure étant donné qu’une voiture électrique utilise jusqu’à 15 fois plus de semi-conducteurs qu’une voiture à essence pour la gestion de la puissance.
C’est pour cette raison qu’une nouvelle génération de puces de silicium haute puissance peut aider.
Dénommés «semi-conducteurs de puissance», ces circuits intégrés sont les pièces maîtresses de l’électronique de puissance: ils convertissent l’électricité entre les différentes tensions CC et CA et les différentes fréquences et contribuent au maintien d’un flux stable d’électricité.
Les semi-conducteurs sont également essentiels pour limiter les pertes de puissance et réduire la consommation d’énergie, ce qui est tout aussi important: aujourd’hui, près de 70% de l’électricité est perdue entre sa production dans une centrale électrique et l’appareil situé à l’autre bout de la ligne en raison des modifications constantes du signal électrique.
Les technologies qui alimentent les VE évoluent rapidement et montrent la voie vers un avenir tout électrique.
Le SiC: un matériau vedette
Le secteur des VE se tourne également vers de nouveaux matériaux pour améliorer son efficacité. Le carbure de silicium (SiC) est l’un d’eux.
Découvert pour la première fois dans une météorite vieille de 4 milliards d’années, ce composite cristallin durable de silicium et de carbone permet aux moteurs électriques de fonctionner avec des tensions plus importantes lorsqu’il est utilisé à la place du silicium traditionnel un semi-conducteur. Il affiche une conductivité thermique trois fois plus élevée que celle du silicium traditionnel.
Le SiC ne fond même pas, mais affiche une température de sublimation de 2 700 °C.
Par rapport aux appareils au silicium, ceux qui utilisent du SiC sont plus petits, plus rapides et plus performants lorsqu’ils fonctionnent à des puissances élevées.
Ils sont aussi en mesure de réduire de moitié le temps de charge et d’augmenter jusqu’à 20% l’autonomie des véhicules7.
Les technologies qui alimentent les VE évoluent rapidement et montrent la voie vers un avenir tout électrique qui offre de nombreuses opportunités aux investisseurs, bien au-delà de Tesla.
La stratégie Clean Energy: investir dans les technologies des VE
La montée des VE met en lumière un grand nombre de technologies et de secteurs sous-évalués et qui constituent des opportunités à long terme attractives pour les investisseurs.
Parmi les secteurs les plus prometteurs, citons, par exemple, celui des services aux collectivités de niche qui construisent et exploitent les infrastructures de charge ou les sociétés industrielles qui fabriquent les moteurs électriques.
Les batteries et les semi-conducteurs, grâce à leurs innovations technologiques rapides, représentent également un terrain de chasse fertile pour les investisseurs.
Au sein du secteur des semi-conducteurs, les semi-conducteurs de puissance sont un segment en croissance rapide dont le chiffre d’affaires devrait atteindre 55 milliards de dollars US d’ici à 2025.
Les sociétés qui mettent au point ces composants profitent d’importantes barrières à l’entrée et de marges structurellement élevées.
Les semi-conducteurs de puissance au SiC sont un autre domaine de croissance. La demande des constructeurs automobiles internationaux pour ce nouveau matériau devrait augmenter de plus de 60% (taux de croissance annuel composé) entre 2018 et 2030.
Malgré tout, la production des semi-conducteurs au SiC est plus complexe que leurs homologues traditionnels au silicium. Ils nécessitent donc des technologies de production sophistiquées, que seule une poignée de fabricants maîtrise dans le monde.