{"id":14318,"date":"2021-03-24T17:00:47","date_gmt":"2021-03-24T16:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/greth.fr\/?p=14318"},"modified":"2023-03-02T16:03:32","modified_gmt":"2023-03-02T15:03:32","slug":"conception-de-solutions-de-refroidissement-par-voie-diphasique-delectronique-de-puissance-en-contexte-aerien-repondant-aux-objectifs-de-lavion-hybride-2035","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/greth.fr\/en\/conception-de-solutions-de-refroidissement-par-voie-diphasique-delectronique-de-puissance-en-contexte-aerien-repondant-aux-objectifs-de-lavion-hybride-2035\/","title":{"rendered":"Conception de solutions de refroidissement par voie diphasique d&#8217;\u00e9lectronique de puissance en contexte a\u00e9rien r\u00e9pondant aux objectifs de l&#8217;avion hybride 2035"},"content":{"rendered":"<p><strong><span style=\"text-decoration: underline;\">Summary :<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Le monde a\u00e9rien est lui aussi destin\u00e9 \u00e0 r\u00e9duire drastiquement son empreinte environnementale. Cela passe pour partie par l\u2019innovation technologique et la r\u00e9duction de l\u2019\u00e9nergie n\u00e9cessaire \u00e0 la propulsion. Dans cet objectif, les travaux relat\u00e9s dans ce m\u00e9moire s\u2019inscrivent dans un projet de recherche (Clean Sky 2-HASTECS) visant le d\u00e9veloppement de propulsion hybride mettant \u00e0 profit les performances d\u2019une cha\u00eene \u00e9lectrique. Les puissances mises en jeu requi\u00e8rent de revisiter les solutions de refroidissement pour atteindre les sp\u00e9cifications de puissance massique envisag\u00e9es \u00e0 l\u2019horizon 2035. Nous nous int\u00e9ressons ici \u00e0 la gestion thermique de l\u2019\u00e9lectronique de puissance qui vise une puissance massique de 25kW\/kg \u00e0 cet horizon. Le travail effectu\u00e9, essentiellement num\u00e9rique, est li\u00e9 \u00e0 la recherche, au dimensionnement, \u00e0 l\u2019optimisation, et \u00e0 l\u2019analyse d\u2019une technologie de refroidissement efficace, caract\u00e9ris\u00e9e par une faible masse et capable de contr\u00f4ler la temp\u00e9rature des composants \u00e9lectroniques dans les conditions op\u00e9ratoires les plus drastiques. Diff\u00e9rentes technologies de refroidissement, actives mono et diphasiques et passives, \u00e0 pompage capillaire, ont \u00e9t\u00e9 analys\u00e9es et compar\u00e9es sur la base de donn\u00e9es disponibles dans la litt\u00e9rature et d\u2019un dimensionnement de premi\u00e8re approximation : la solution la plus adapt\u00e9e a \u00e9t\u00e9 choisie en utilisant comme crit\u00e8re sa masse sp\u00e9cifique. La solution finalement retenue et pr\u00e9sentant le meilleur indice de masse sp\u00e9cifique global est une boucle diphasique CPLIP (Capillary Pumped Loop for Integrated Power), par ailleurs pourvues des caract\u00e9ristiques thermiques et hydrauliques uniques. Apr\u00e8s son dimensionnement, la CPLIP a \u00e9t\u00e9 optimis\u00e9e pour r\u00e9pondre aux objectifs \u00e0 deux horizons successifs, 2025 et 2035 (mentionnons un travail it\u00e9ratif avec les chercheurs responsables du d\u00e9veloppement de l\u2019\u00e9lectronique permettant une optimisation mutuelle). L\u2019attention a \u00e9t\u00e9 en particulier concentr\u00e9e sur le condenseur, le composant le plus lourd de la boucle. La solution 2025 est caract\u00e9ris\u00e9e par un condenseur classique air-m\u00e9thanol, et a d\u00e9montr\u00e9 sa capacit\u00e9 d\u2019aller au-del\u00e0 du seuil de 15 kW\/kg demand\u00e9. La solution 2035, caract\u00e9ris\u00e9e par un concept de condenseur innovant : \u00e0 micro-canaux et \u00e0 ailettes \u00e0 persiennes, a permis d\u2019obtenir, apr\u00e8s ce travail de co-dimensionnement thermique-\u00e9lectronique, des valeurs de puissance sp\u00e9cifique doubles par rapport \u00e0 l\u2019objectif 2035. Dans cette th\u00e8se, les caract\u00e9ristiques hydrauliques et thermiques de la boucle CPLIP ont \u00e9t\u00e9 analys\u00e9es exp\u00e9rimentalement sur un prototype issu d\u2019\u00e9tudes ant\u00e9rieures, et num\u00e9riquement \u00e0 l\u2019aide d\u2019un mod\u00e8le CFD ainsi qu\u2019\u00e0 l\u2019aide d\u2019un mod\u00e8le 0D innovant. Les r\u00e9sultats d\u00e9montrent l\u2019aptitude de la CPLIP \u00e0 g\u00e9rer thermiquement l\u2019\u00e9lectronique de puissance pour des cycles de mission d\u2019un avion court ou moyen-courrier, caract\u00e9ris\u00e9s par des changements brutaux de puissance thermique, tout en assurant le contr\u00f4le de la temp\u00e9rature des modules \u00e9lectroniques. Enfin, une \u00e9tude a \u00e9t\u00e9 conduite portant sur le comportement transitoire de la boucle, en particulier lors des d\u00e9marrages s\u00e9v\u00e8res \u00e0 tr\u00e8s hautes puissances, ainsi que pendant des cycles d\u2019acc\u00e9l\u00e9rations s\u00e9v\u00e8res qui caract\u00e9risent ce champ d\u2019application. Dans le premier cas, une \u00e9tude exp\u00e9rimentale et num\u00e9rique a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e pour d\u00e9montrer la capacit\u00e9 de la boucle \u00e0 d\u00e9marrer dans les conditions thermiques et environnementales les plus difficiles (haute puissance de d\u00e9marrage et haute temp\u00e9rature environnementale). Dans le deuxi\u00e8me cas, une \u00e9tude num\u00e9rique a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour comprendre quel est le comportement de la boucle quand des champs d\u2019acc\u00e9l\u00e9rations, jusqu\u2019\u00e0 10g, perturbent ses conditions op\u00e9ratoires. Ce travail ouvre des perspectives tr\u00e8s int\u00e9ressantes tant du point de vue de l\u2019application que vis-\u00e0-vis de la n\u00e9cessit\u00e9 aujourd\u2019hui d\u2019adopter des approches de recherche coupl\u00e9es pour dimensionner simultan\u00e9ment thermiquement et \u00e9lectriquement l\u2019\u00e9lectronique de puissance.<\/p>\n<table width=\"100%\" border=\"1\">\n<tr>\n<td><strong>Author<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Flavio ACCORINTI<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Date de publication<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>5 Juin 2020<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Keywords<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Appareils \u00e9lectroniques, Temp\u00e9rature, r\u00e9gulation, Electronique de puissance, Simulation par ordinateur, Moteurs Hybrides, Avion Hybride, Refroidissement, Boucle \u00e0 pompage capillaire<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n\n&nbsp;<br \/>\n\n<div class=\"eds-animate edsanimate-sis-hidden\" data-eds-entry-animation=\"bounceIn\" data-eds-entry-delay=\"0\" data-eds-entry-duration=\"1\" data-eds-entry-timing=\"linear\" data-eds-exit-animation=\"\" data-eds-exit-delay=\"\" data-eds-exit-duration=\"\" data-eds-exit-timing=\"\" data-eds-repeat-count=\"1\" data-eds-keep=\"yes\" data-eds-animate-on=\"load\" data-eds-scroll-offset=\"\">\n\t\t<div class=\"box info\">\n\t\t\t<div class=\"box-inner-block\">\n\t\t\t\t<span class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>&#x2666; The full version is only available for subscribers <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #3db2ea; color: #fff;\">\"ESSENTIEL\"<\/span><\/a> or <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #c6002c; color: #fff;\">\"PREMIUM\"<\/span><\/a> of GRETh!<\/strong><\/p>\n<p>&#x2666; If you are already a member \/ subscriber, you must identify yourself by <a href=\"\/wp-login.php\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.<br \/>\n&#x2666; If you are not a member, you can consult the offer proposed by GRETh by <a href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a> as well as the conditions of membership by <a href=\"\/en\/conditions-adhesion\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>R\u00e9sum\u00e9 : Le monde a\u00e9rien est lui aussi destin\u00e9 \u00e0 r\u00e9duire drastiquement son empreinte environnementale. 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