onsemi Véhicules agricoles utilitaires électriques (eCAV)
Les véhicules agricoles utilitaires électriques (eCAV) d’onsemi transforment l’agriculture moderne en remplaçant les moteurs thermiques (diesel et essence) par des motorisations 100 % électriques à batterie, hybrides et à prolongateur d'autonomie sur les tracteurs, moissonneuses-batteuses, pulvérisateurs, chargeuses, véhicules utilitaires et de transport, ainsi que sur les robots agricoles autonomes. Les progrès des batteries lithium-ion et LFP, les mesures d'incitation publiques, la hausse des coûts du carburant et de la maintenance ainsi que les pressions croissantes en faveur d'une réduction des émissions ont contribué à faire passer le marché mondial des eCAV de 2,0 milliards de dollars en 2025 à 4,63 milliards de dollars d'ici 2031, soit un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 14,99 %. Il en résulte des machines plus silencieuses, nécessitant moins de maintenance, offrant un couple instantané, un freinage régénératif et un coût d'exploitation horaire réduit.
onsemi est idéalement positionné pour accompagner cette transition en proposant une gamme complète de solutions couvrant jusqu'à 90 % de la nomenclature des semi-conducteurs (BOM) d'un eCAV type. Notre gamme s'appuie sur une chaîne d'approvisionnement interne qui permet de garantir la qualité et la continuité des approvisionnements, et de réduire les risques liés à la conception.
Elle comprend des modules et composants discrets de puissance EliteSiC et IGBT jusqu'à 1200 V pour les onduleurs de traction et les chargeurs embarqués, ainsi que des MOSFET PowerTrench® basse et moyenne tension destinés aux moteurs et aux actionneurs électriques. Elle inclut également des pilotes de grille isolés, des capteurs d'image Hyperlux™ et XGS, des pilotes de LED, des solutions Ethernet 10BASE-T1S, ainsi qu'une vaste gamme de composants de détection, de traitement des signaux et de protection.
Associés à des outils de conception tels que le simulateur Elite Power Simulator, des schémas fonctionnels interactifs et des guides de solutions système, les produits d'onsemi permettent aux ingénieurs d'accélérer la mise sur le marché tout en offrant le rendement, la densité de puissance et la fiabilité exigés par les eCAV modernes.
Schéma fonctionnel
OBC
Comprend les composants utilisés dans un chargeur embarqué, y compris la correction du facteur de puissance de l'entrée CA, la conversion CC-CC, la commande de grille, la surveillance et la protection. La gamme comprend notamment des dispositifs de correction du facteur de puissance (PFC), des composants de conversion CC-CC, des pilotes de grille, des régulateurs LDO, des superviseurs de tension, des dispositifs de protection et des composants de détection et de mesure.
Alimentation électrique auxiliaire
Comprend les composants utilisés pour la génération des tensions d'alimentation auxiliaires des charges isolées ou des charges secondaires du système. La gamme comprend notamment des FET GaN destinés aux alimentations compactes.
Protection de la batterie
Se concentre sur les composants utilisés pour la déconnexion de la batterie, sa sécurisation et la mesure de l'intensité du courant. La gamme comprend notamment des dispositifs de commutation et des composants de mesure du courant.
Onduleur triphasé
Comprend les composants utilisés pour convertir le courant CC de la batterie en énergie d'entraînement pour moteur triphasé. La gamme comprend notamment des pilotes de grille, des composants de l'étage de puissance de l'onduleur, des excitateurs, des isolateurs numériques, des circuits d'interface pour microcontrôleurs (MCU), des composants de mesure de tension et de courant, des composants pour alimentations auxiliaires, des convertisseurs CC-CC, des régulateurs LDO, des superviseurs et des composants de protection.
Système de vision
Regroupe les composants utilisés dans les sous-systèmes de caméra, de perception et de vision industrielle. La gamme comprend notamment des capteurs d'image, des dispositifs associés aux capteurs d'image, des composants de gestion de l'alimentation, des convertisseurs de niveaux logiques, des mémoires, des dispositifs de protection ESD, des composants radar, des récepteurs GPS, des capteurs de pluie et de luminosité, des capteurs à ultrasons ainsi que des interfaces filaires.
Détection
Identifie les composants utilisés pour mesurer le courant, la distance, la position ou d’autres conditions de fonctionnement. La gamme comprend notamment des composants destinés aux systèmes LiDAR et des amplificateurs de mesure de courant.
Interface
Comprend les composants destinés à la communication de données, à l'isolation et à la protection des interfaces entre les différents sous-systèmes du véhicule. Les composants standard comprennent des contrôleurs Ethernet, des diodes de protection DES, des isolateurs numériques et des dispositifs de communication sans fil.
Contrôle de moteur basse tension
Englobe les composants destinés à la commande des moteurs et des actionneurs basse tension. La gamme comprend notamment des pilotes de moteur, des pilotes de grille, des MOSFET, des composants pour codeurs et des composants de puissance pour l'entraînement des moteurs.
Voir les produits pour la commande des moteurs basse tension
Contrôle de l’éclairage
Comprend les composants destinés à la commande de l'éclairage des véhicules. Les composants standard comprennent des pilotes LED.
Commande hydraulique et pneumatique
S'applique aux fonctions hydrauliques et pneumatiques à commande électrique. La gamme comprend notamment des composants pour compresseurs électriques, des capteurs de position, des amplificateurs opérationnels et des composants de mesure et de détection.
Voir les produits pour la commande hydraulique et pneumatique
Direction assistée électrique et contrôle de l'accélérateur
Prend en charge les systèmes de direction et d'accélération électriques. Les composants standard comprennent des MOSFET basse tension, des commandes de grilles, des pilotes de moteur, des amplificateurs opérationnels, des capteurs de position et des dispositifs de détection de courant.
Voir les produits pour la direction assistée électrique et la commande de l'accélérateur
Contrôleur principal
Fournit les composants destinés à la commande, au routage des signaux, à la protection et à la gestion des interfaces. La gamme comprend notamment des mémoires, des dispositifs de protection ESD, des convertisseurs de niveaux logiques et des commutateurs analogiques.
FAQ eCAV
1. Quels sont les principaux blocs de semiconducteurs généralement présents dans une conception de référence de véhicule agricole utilitaire électrique ?
Une conception de référence d'eCAV comprend généralement un onduleur de traction, un chargeur embarqué, des fonctions de protection de la batterie, d'alimentation auxiliaire, de commande des moteurs, de mesure et de détection, de communication, de commande de l'éclairage et de contrôle principal. Ces blocs mettent en œuvre des composants tels que des modules de puissance SiC et IGBT, des MOSFET discrets, des pilotes de grille, des amplificateurs de mesure de courant, des capteurs d'image, des contrôleurs Ethernet, des pilotes de LED, des régulateurs LDO, des superviseurs de tension, des dispositifs de protection ESD, des mémoires et des convertisseurs de niveaux logiques.
2. Comment choisir les composants d'une chaîne de traction eCAV de 400 V à 800 V ?
Les systèmes eCAV haute tension requièrent généralement des composants de puissance et des pilotes de grille adaptés à un fonctionnement sous haute tension, notamment des MOSFET SiC, des modules IGBT, des modules SiC, des pilotes de grille isolés, des composants de mesure du courant et des dispositifs de protection. Les concepteurs doivent prendre en compte la tension nominale, le courant nominal, les pertes de commutation, les performances thermiques, les exigences en matière d'isolation ainsi que le type de boîtier pour les étages d'onduleur de traction, de chargeur embarqué et de conversion CC-CC.
3. Quels composants sont utilisés dans un onduleur de traction eCAV ?
Un onduleur de traction comprend généralement un étage de puissance, des pilotes de grille, des composants de mesure de la tension et du courant, des composants d'isolation, une alimentation auxiliaire, des composants de protection et des interfaces de commande. Parmi les principaux composants, on peut citer les modules de puissance SiC, les modules IGBT, les composants discrets SiC ou IGBT, les pilotes de grille isolés, les isolateurs numériques, les amplificateurs de mesure de courant, les régulateurs LDO, les superviseurs de tension et les composants d'interface pour microcontrôleurs (MCU).
4. Quel est le rôle du SiC dans la conception des véhicules agricoles utilitaires électriques ?
Les composants SiC sont utilisés lorsque le rendement, la tenue en tension et les performances thermiques sont des critères essentiels, notamment dans les onduleurs de traction, les chargeurs embarqués (OBC), les convertisseurs CC-CC et les étages de commutation de forte puissance. Les MOSFET SiC et les modules SiC sont compatibles avec les architectures de 400 V, 800 V et de tensions supérieures, tout en contribuant à réduire les pertes par conduction et à accroître la densité de puissance.
5. Dans quels cas un ingénieur devrait-il privilégier des modules IGBT plutôt que des modules SiC pour un eCAV ?
Les modules IGBT peuvent convenir aux applications de forte puissance où le coût est un critère déterminant ou les exigences en matière de rendement sont moins élevées, tandis que les modules SiC sont généralement privilégiés lorsque le rendement de commutation, la densité de puissance et les performances thermiques constituent des priorités. Le meilleur choix dépend de la catégorie de puissance, de la tension, de la fréquence de commutation, des limites thermiques et des objectifs de coût du système.
6. Quels composants sont nécessaires pour un chargeur embarqué d'eCAV ?
Un chargeur embarqué peut comprendre un étage PFC, un étage CC-CC, des pilotes de grille, des composants destinés à la génération des tensions d'alimentation auxiliaires, des composants de mesure du courant et de la tension, des régulateurs LDO, des superviseurs de tension et des composants de protection. Selon la topologie retenue, les concepteurs peuvent utiliser des MOSFET SiC, des MOSFET à superjonction, des IGBT, des pilotes de grille pour SiC ou IGBT, des pilotes isolés ainsi que des composants de gestion de l'alimentation associés.
7. Quels composants prennent en charge les fonctions de mesure, de détection et de perception dans les systèmes eCAV ?
Les systèmes de mesure, de détection et de perception des eCAV peuvent comprendre des caméras, des systèmes LiDAR, des radars, des capteurs à ultrasons, des capteurs de pluie et de luminosité, des récepteurs GPS ainsi que des capteurs de courant ou de tension. Parmi les principaux types de composants, on peut citer les capteurs d'image, les processeurs de traitement d'image, les dispositifs SiPM, les composants RF, les interfaces pour capteurs à ultrasons, les amplificateurs de mesure de courant, les circuits intégrés de gestion de l'alimentation, les dispositifs de protection ESD et les interfaces de communication filaires.
8. Quelles technologies de capteurs d'image sont adaptées aux systèmes de vision embarqués des eCAV ?
Selon l'application, les systèmes de vision embarqués peuvent utiliser des capteurs d'image à obturateur roulant, à obturateur global, de mesure de profondeur iToF, SWIR ou optimisés pour les faibles conditions d'éclairage. Les principaux critères de sélection sont la résolution, le type d'obturateur, la plage dynamique, les performances en faible luminosité, la sensibilité dans le proche infrarouge (NIR), la consommation électrique, la taille du capteur et la nécessité ou non de disposer d'informations de profondeur.
9. Comment mettre en œuvre la communication entre les différents sous-systèmes d'un eCAV ?
Les sous-systèmes du véhicule peuvent utiliser des communications filaires ou sans fil, selon les besoins en bande passante, la topologie et les exigences du système. Pour les réseaux câblés, l'Ethernet 10BASE-T1S peut prendre en charge la communication multipoint sur une seule paire torsadée sans commutateur, tandis que les composants de support peuvent comprendre des contrôleurs Ethernet, des diodes de protection DES, des isolateurs numériques et émetteurs-récepteurs filaires.
10. Quels outils et ressources de conception permettent aux ingénieurs de sélectionner les composants d'une conception de référence d'eCAV ?
Les ingénieurs peuvent s'appuyer sur des schémas fonctionnels interactifs, des guides de solutions système, des outils de recommandation de produits, des outils de conception pour les mesures de courant, le simulateur Elite Power Simulator, des cartes d'évaluation et des notes d'application afin d'affiner leur sélection de composants. Ces ressources permettent de comparer des modules de puissance, des composants discrets, des pilotes de grille, des composants de mesure et de détection ainsi que des composants de gestion de l'alimentation utilisés dans les conceptions d'onduleurs de traction, de chargeurs embarqués, de commandes de moteur, de systèmes d'éclairage, de communication et de vision.