Structure & Obectifs
La mission
Etude, conception et développement amont des électroniques de puissance d’alimentation « haute-performance » de « l’intelligence » des véhicules autonomes du futur
+
Haut niveau de
sûreté de fonctionnement
- Densité de puissance élevée (avec objectif de réduction des coûts, forte compacité, facilité de positionnement, multiplicité des alimentations),
- Topologies multicellulaires de convertisseur (réduction des volumes), et contrôle spécifique optimisée (rendements énergétiques maximisés),
- Intégration des composants Grand-Gap (MOSFET SiC, HEMT GaN) et maîtrise de leur contrôle rapproché,
- Intégration des composants passifs, intégration 3D optimisée (réduction des parasites, gestion thermique, CEM maitrisée).
- Fiabilité des transistors de puissance, du packaging, des composants passifs.
- Robustesse par usage de redondance.
- Réduction des émissions et des susceptibilités conduites et rayonnées (CEM) du circuit intégré au système.
- Réseau micro-Smart-Grid localisé (gestion de l’énergie au sein du véhicule),
- Réseau Smart-Car (véhicules autonomes, communication inter-véhicule, gestion optimisée de l’usage d’un parc de véhicules automobiles)
- Réseau Smart-City (gestion optimisée du trafic, réduction des dépenses énergétiques sur une mission, gestion d’un parc de batteries automobiles à l’échelle de la ville).
- Disponibilité inconditionnelle des alimentations,
- Duplication / discrétisation de la puissance / distribution (stockage et distribution de l’énergie au sein du véhicule),
- Contrôle modulaire décentralisé de convertisseurs multicellulaires (forte modularité, reconfigurabilité, adaptatif),
- Reconfiguration topologique active ou passive (fusible/anti-fusible, spontanés ou commandés, bras/cellule secours),
- Elaboration de modèles de défaillance, de modèles prédictifs.
Moyens :
Le SEMA a pour vocation de fédérer des équipes de recherche du LAPLACE et des équipe de conception de systèmes intégrés d’NXP autour de la problématique de sûreté de fonctionnement des électroniques de puissance du véhicule électrique autonome.
Sont impliqués dans le projet
- 11 chercheurs/enseignants-chercheurs et 1 ingénieur d’étude du LAPLACE,
- 12 ingénieurs et 5 techniciens d’NXP.
Le montant global estimé des coûts engagés pour une période de 4 ans est de 3M€.
LAPLACE : Unité Mixte de Recherche du CNRS, de l’Institut National
Polytechnique de Toulouse (INPT) et de l’Université Paul Sabatier (UPS)
Le SEMA implique 3 sites de 100 à 500 personnes sur la place Toulousaine
- LAPLACE site ENSEEIHT,
- LAPLACE site UPS,
- NXP site Basso-Cambo.
Des moyens sont mis à la disposition du SEMA par les deux entités, académique et industriel, sur leurs sites respectifs, moyens dédiés à :
- La conception : salle et outils CAO, licences outils de simulation/conception, expertise pour la conception de puce électronique / de convertisseurs de puissance,
- La réalisation : runs en technologie SMARTMOS, convertisseurs statiques, cartes électroniques
- L’assemblage : découpe wafer, encapsulation, bonding, support NXP & plateforme 3DPhi,
- La caractérisation : instrumentation labo et banc de caractérisation.
Plateforme nationale de technologie 3DPhi
Activité structurée en 3 Workpackages :
- WP1 : Active gate driver (teams DES & CS)
Objectives : Wide band-gap SiC and GaN power transistors control
- WP2 : Power Management & Functional Safety (teams SPM, FS & CS)
Objectives : High Efficiency, Functional Safety, Robustness, Cost efficiency
- WP3 : EMC of integrated circuits for electrical autonomous vehicle (teams EMC-ESD & ESE LAAS)
Objectives : Improve EMC of ICs to ensure robustness and functional safety
Impliquant plusieurs équipes de recherche et de développement:
DES
Drivers & Energy Systems
AVP
Advance Power System
ESE
Energie et Systèmes Embarqués
FS
Functional Safety
CS
Convertisseurs Statiques
EMC-ESD
ElectroMagnetic Compatibility – ElectroStatic Discharge