es.wedoany.com Noticia: Alemania — Infineon Technologies AG ha lanzado recientemente un nuevo módulo de potencia de carburo de silicio (SiC) de 1300 V de la serie HybridPACK™ Drive, destinado a aplicaciones de inversores de tracción en vehículos eléctricos, elevando la temperatura de funcionamiento continuo de los módulos de potencia SiC para automoción hasta un máximo de 205 °C. Infineon afirma que los diseños existentes suelen permitir un funcionamiento máximo de 175 °C; el nuevo módulo mejora la capacidad de temperatura en 30 °C, lo que ayuda a los fabricantes de automóviles y proveedores de primer nivel a liberar una mayor potencia máxima y continua en las arquitecturas de inversores existentes, así como a reducir la complejidad de la gestión térmica en las plataformas de nueva generación.
El inversor de tracción es un componente central en el sistema de propulsión eléctrica de los vehículos eléctricos, encargado de convertir la corriente continua de la batería en corriente alterna necesaria para el motor de tracción. El módulo de potencia soporta condiciones de alto voltaje, alta corriente y alta temperatura, y su límite de temperatura afecta directamente la potencia continua del inversor, la potencia máxima, el diseño de refrigeración y la estrategia de gestión térmica del vehículo completo. Los dispositivos de SiC, en comparación con los dispositivos de potencia tradicionales basados en silicio, ofrecen una mayor eficiencia de conmutación y menores pérdidas, convirtiéndose en una dirección tecnológica importante para plataformas de 800 V y voltajes superiores. Con esta elevación de la temperatura de funcionamiento continuo a 205 °C, Infineon responde principalmente a la demanda de densidad de potencia y margen térmico en los sistemas de propulsión de alto voltaje.
Infineon indica que una temperatura de funcionamiento más alta puede aumentar la corriente de salida hasta un 15 % en comparación con los diseños existentes, lo que se traduce directamente en una mayor densidad de potencia del inversor. Para las plataformas de vehículos eléctricos, un aumento en la densidad de potencia significa obtener una mayor capacidad de salida en el mismo espacio, o reducir el tamaño y el peso del sistema para el mismo objetivo de salida. Para las plataformas de inversores ya definidas, si las dimensiones del módulo, las interfaces y el área de ocupación en la placa se mantienen iguales, los fabricantes de automóviles y los proveedores de primer nivel pueden realizar una actualización de rendimiento sin una reestructuración significativa de la arquitectura.
Otro punto clave de este módulo es su compatibilidad con plataformas existentes. Según el comunicado de Infineon, el nuevo módulo mantiene las mismas dimensiones, área de ocupación en la placa e interfaces, lo que permite una integración perfecta en las plataformas actuales, reduciendo así la presión de los costosos rediseños y los ciclos de desarrollo prolongados. Para la cadena de suministro de electrónica automotriz, esta "actualización compatible" tiene un valor práctico, ya que el ciclo de introducción de productos de grado automotriz es largo e implica verificación, pruebas de fiabilidad, seguridad funcional, simulación térmica, integración en el vehículo y certificación de producción en serie. Si el módulo de potencia puede utilizar encapsulados e interfaces maduros, ayudará a acortar el tiempo de comercialización de los diseños de inversores de nueva generación.
La gestión térmica es otro aspecto afectado por este cambio tecnológico. Los inversores de vehículos eléctricos suelen depender de placas de refrigeración líquida, circuitos de refrigeración, materiales de interfaz térmica y el sistema de gestión térmica del vehículo completo para mantener la temperatura de los dispositivos. Una vez que el módulo de potencia puede soportar una temperatura de unión más alta, los ingenieros pueden liberar más potencia bajo las mismas condiciones de refrigeración, o intentar utilizar sistemas de refrigeración más pequeños o más simples en nuevos diseños. La simplificación del sistema de refrigeración no solo afecta el costo, sino también el peso del vehículo, el espacio de disposición y la eficiencia energética. Infineon menciona explícitamente que una mayor tolerancia a la temperatura de unión ayuda a reducir el costo del sistema, disminuir el peso del vehículo y mejorar la eficiencia energética general.
El voltaje de bloqueo de 1300 V responde a las necesidades de plataformas de baterías de mayor voltaje. Infineon afirma que este es el primer módulo de la serie HybridPACK Drive con un voltaje de bloqueo de 1300 V, que puede mejorar el rendimiento, la eficiencia y la robustez del inversor en escenarios con voltajes de batería superiores a 900 V. A medida que los vehículos eléctricos de alta gama y las plataformas de alto rendimiento exploran sistemas de baterías por encima de 900 V, los dispositivos de potencia deben proporcionar un mayor margen de voltaje para hacer frente a las fluctuaciones de voltaje de la batería, el frenado regenerativo, las condiciones transitorias y los requisitos de fiabilidad a largo plazo. La combinación de un mayor voltaje de bloqueo con una mayor capacidad de temperatura proporcionará un mayor espacio de diseño para los sistemas de propulsión eléctrica de alto voltaje de próxima generación.
HybridPACK™ Drive es una serie de módulos de potencia de Infineon para inversores de tracción en vehículos híbridos y eléctricos puros, que cubre las rutas tecnológicas de silicio y carburo de silicio. Según la introducción en el sitio web chino de Infineon, esta serie está dirigida a inversores de tracción para vehículos eléctricos y vehículos comerciales, con un rango de potencia de 100 kW a 300 kW, y destaca su encapsulado escalable, facilidad de diseño y capacidad de certificación automotriz. Esta familia de productos se había expandido anteriormente a niveles de 750 V y 1200 V; el nuevo módulo SiC de 1300 V lleva aún más la cartera de productos hacia plataformas de mayor voltaje.
El primer modelo con capacidad de funcionamiento a 205 °C, el FS01M9R13A7MA2B, ya está disponible en el mercado. Infineon también ha indicado que extenderá la capacidad de temperatura de funcionamiento de 205 °C a la combinación existente de módulos SiC de 1200 V de la serie HybridPACK Drive. Esto significa que 205 °C no es una capacidad aislada de un modelo específico, sino que podría convertirse en una dirección de actualización de plataforma para los módulos SiC de grado automotriz de Infineon. Para los fabricantes de vehículos completos y los proveedores de primer nivel, la expansión de la plataforma es más importante que un producto puntual, ya que diferentes modelos de vehículos, niveles de potencia y plataformas de voltaje requieren combinaciones de módulos reutilizables.
La competencia en los módulos de potencia de carburo de silicio está pasando de la "mejora de la eficiencia" a una etapa de competencia integral que abarca "alta temperatura, alto voltaje, alta densidad de potencia y costo del sistema". La próxima ronda de actualización de las plataformas de vehículos eléctricos no solo depende de la capacidad de la batería y la eficiencia del motor, sino también de si el inversor puede funcionar de manera estable a voltajes más altos, temperaturas más altas y en espacios más compactos. La capacidad de funcionamiento continuo a 205 °C amplía el límite del diseño térmico, proporcionando una nueva base de dispositivos para que los fabricantes de automóviles reequilibren el rendimiento, el costo, el peso y la fiabilidad.
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