Taille et prévisions du marché des onduleurs pour véhicules électriques, par type d'onduleur (SiC, IGBT) ; autonomie, propulsion, type de véhicule – Tendances de croissance, principaux acteurs, analyse régionale 2026-2035

Moteurs de croissance et défis du marché des onduleurs pour véhicules électriques :

Moteurs de croissance

• Adoption croissante des systèmes de recharge sans fil pour véhicules électriques : Ces systèmes nécessitent des onduleurs haute fréquence qui convertissent le courant continu en courant alternatif, transmis sans fil au véhicule. Le rôle crucial des convertisseurs CA/CC et CC-CC dans la gestion et la conversion de l'énergie électrique entre les systèmes d'émission et de réception justifie leur conception et leur fonctionnement réfléchis. La tension d'alimentation est modifiée de basse à haute fréquence à l'aide d'un onduleur haute fréquence. Une fréquence élevée contribue à la 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 à leurs véhicules face au développement des infrastructures de recharge sans fil , ce qui accroît 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), on comptait 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 parc de 2021 et équivaut au taux de croissance de 50 % enregistré avant la pandémie entre 2015 et 2019.

• Émergence de la charge bidirectionnelle : Le rôle de l'électronique de puissance dans la charge des batteries de véhicules électriques est devenu encore plus complexe et sophistiqué avec l'introduction de la technologie de charge bidirectionnelle, également appelée « Vehicle-to-Grid » (V2G). Ces systèmes intègrent également une électronique de puissance conçue pour charger le véhicule et restituer l'énergie de la batterie au réseau ou au domicile en cas de panne de courant ou de forte demande. Dans les systèmes de charge sans fil pour véhicules électriques, l'électronique de puissance ajuste la puissance en fonction du flux de la batterie du véhicule vers les bobines primaire et secondaire et le réseau. La combinaison des processus, de la rectification et de l'inversion, garantit des transferts d'énergie puissants sans compromettre les protocoles et les exigences de sécurité. La demande croissante pour la technologie de charge bidirectionnelle a favorisé l'adoption d'onduleurs avancés pour contrôler des algorithmes sophistiqués afin de diriger le flux d'énergie bidirectionnel, d'assurer la stabilité du réseau et d'optimiser le transfert d'énergie.

• Progrès de la technologie des onduleurs : Les onduleurs de puissance s'améliorent constamment 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 assurent l'équilibrage et la sauvegarde du système électrique du véhicule. Les onduleurs modernes sont légers et compacts, notamment par rapport à la masse totale du véhicule. Les avantages d'un poids réduit sont réduits pour les véhicules utilitaires dont le poids à vide est nettement supérieur.
  
  Les principaux acteurs lancent de nouveaux produits sur le marché, stimulant ainsi 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 d'entraînement direct compact et léger pour le marché en pleine expansion des véhicules électriques, intégrant le frein, l'onduleur et le moteur en une seule unité. Par ailleurs, les semi-conducteurs SiC et GaN devraient remplacer les transistors traditionnels à base de silicium dans les onduleurs de traction, offrant un meilleur rendement, des vitesses de commutation plus rapides et une densité de puissance plus élevée.

Défis

• Durée de vie limitée de la batterie : L’élément le plus coûteux d’un véhicule électrique est la batterie. Son vieillissement suscite des inquiétudes quant aux coûts d’entretien et à la fréquence de remplacement. Malgré l’évolution rapide de la technologie des batteries, les voitures électriques modernes n’ont souvent qu’une autonomie de 400 à 480 km avant de devoir s’arrêter pour recharger. De nombreux conducteurs craignent de rester bloqués sur de longs trajets sans bornes de recharge facilement accessibles. La généralisation de l’utilisation des véhicules électriques dépendra de la résolution des problèmes d’autonomie et de l’augmentation significative de l’autonomie grâce aux progrès des technologies de recharge et de la taille des batteries.

• Coût élevé des matériaux : Grâce à leurs excellentes caractéristiques électriques et à leurs faibles pertes de puissance, le carbure de silicium (SiC) et l'oxyde de graphène (GaN) sont des semi-conducteurs essentiels pour accroître le rendement des onduleurs des véhicules électriques. Cependant, ces semi-conducteurs nécessitent des investissements initiaux plus importants, car ils sont plus coûteux et difficiles à fabriquer que les semi-conducteurs classiques à base de silicium. Par conséquent, le coût élevé de ces matériaux freinera la croissance du marché des onduleurs pour véhicules électriques.