Ce document numérisé est le fruit d'un long travail approuvé par le ...

9.2 Détails des essais réalisés
L'optique de ces essais est non seulement de reproduire les pertes qui amènent aux niveaux
de contraintes thermiques rencontrées dans le véhicule en fonctionnement mais également de
voir le comportement des composants lorsque ces derniers sont soumis à une plage de
contraintes plus large. Différentes caractéristiques sur les essais réalisés sont présentées dans
les paragraphes suivants.
9.2.1 Cyclage sans commutation
Afin de se rapprocher au mieux des conditions de fonctionnement réelles, nous avons
décidé de reproduire les contraintes thermiques relevées sur véhicule par l'intermédiaire des
pertes générées par les composants durant leur fonctionnement. D'où le choix du power
cycling test et non du thermal cycling test où les pertes sont générées par un élément
chauffant auxiliaire. Pour ces essais, les composants ne commutent pas, ils sont constamment
commandés et sont parcourus par un courant continu élevé produisant des pertes en
conduction. Cette technique de cyclage, qui peut paraître au premier abord un peu trop
simpliste, tient du fait que nous tenons à découpler les différentes contraintes que nous
appliquons aux modules de puissance. Ainsi seules les pertes en conduction sont considérées
alors que celles en commutation sont, par conséquent, inexistantes. De plus, ces dernières, de
par leur localisation au niveau des puces et leur fréquence d'apparition (plusieurs kHz), n'ont
qu'une influence réduite, du point de vue volumétrique, sur tout l'empilement. Ainsi, dans le
cas où nous désirons cibler les contraintes sur une zone bien particulière, comme sur la
brasure céramique-semelle par exemple, ces commutations ne font que complexifier l'action
des contraintes générées dans le module et ajoutent des contraintes superflues qu'il n'est pas
nécessaire de reproduire au risque de nous induire en erreur lors de la détermination de la
cause du mode de défaillance.
9.2.2 Estimation de la durée des essais
En ce qui concerne le temps de cyclage, il est important d'estimer la durée des essais.
Dans le cas où le composant serait sous-contraint, c'est dire soumis à de très faibles variations
de température, les essais pourraient s'étaler sur une durée très longue, voire même ne pas
fatiguer du tout le composant. Ainsi, dans le but de ne pas monopoliser les bancs durant de
nombreux mois, il est important d'avoir une estimation des contraintes à appliquer afin
d'obtenir des résultats dans des délais raisonnables, c'est-à-dire au maximum quelques mois.
Pour ce faire, nous avons pris en compte les résultats obtenus lors du programme européen
RAPSDRA. Ce programme concernait l'étude de la fatigue thermique sur des composants
destinés à la traction électrique. Même si ces résultats sont axés sur des modules de plus forte
puissance, ils constituent une base de départ pour nos essais et nous permettent d'estimer la
durée de ces derniers.
D'après ces résultats, nous avons donné les nombres de cycles de fonctionnement, décrits
dans le tableau suivant, en fonction du niveau de contraintes que nous appliquons sur les
modules sous tests. Rappelons que ces données ne sont utilisées qu'à titre indicatif, elles ne
seraient constituer une base fiable pour nos essais.
30 50 70 90
3,4.10 7
2,8.10 6
231467 19000
Tab.9: Nombre de cycles avant défaillances tirées d'une courbe de fiabilité de référence pour
la traction
85