Le politiche a emissioni zero riguardano tutti i settori. Il mercato automotive ne risentirà inevitabilmente con l’accelerazione verso un contesto di mobilità elettrica e più rispettosa dell’ambiente. I convertitori di potenza ad alta tensione sono essenziali per i sistemi di trasmissione dei veicoli elettrici essendo la tecnologia HEV (Hybrid Electric Vehicle) sviluppata in combinazione con il propulsore endotermico (ICE, Internal Combustion Engine).
In questo articolo spiegheremo perché il propulsore ICE funziona in un ambiente ad alta temperatura e quale parte della gestione termica del propulsore EV costituisce un aspetto chiave di progetto da considerare.
Gli MLCC X8L e X8G Samsung Electro-Mechanics garantiscono elevata affidabilità in un ambiente caratterizzato da temperature estreme.
Requisiti applicativi dei semiconduttori di potenza (al SiC) e degli MLCC ad alta temperatura
L’autonomia di guida delle auto elettriche è limitata dalla capacità della batteria. Quali modifiche sono necessarie per aumentare l’autonomia? La risposta è semplice: dobbiamo migliorare la capacità della batteria e l’efficienza dei consumi (km/kW).
Tuttavia, quando la capacità della batteria aumenta, aumentano anche i tempi di ricarica, che creano una scomodità per i conducenti, a cui occorre far fronte.
Le case automobilistiche continuano a sviluppare e a migliorare i sistemi di ricarica rapida allo scopo di ridurre questo inconveniente per i proprietari dei veicoli elettrici. Per ridurre i tempi di ricarica, sono disponibili due opzioni. La prima consiste nell’aumentare la tensione di ricarica e la seconda prevede l’aumento della capacità (in kW) del caricabatterie dei veicoli elettrici (OBC).
Anche i tipi di semiconduttori di potenza selezionati per il circuito sono un aspetto importante per ottenere un sistema di alimentazione efficiente. I MOSFET al SiC sono ampiamente utilizzati con i convertitori DC/DC automotive per l’avantreno, che contribuiscono a migliorare la densità di potenza aumentando la frequenza e la tensione. Le applicazioni circuitali ad alta potenza come i caricabatterie dei veicoli elettrici e gli inverter generano calore, con conseguenti problemi di gestione termica.
I sistemi di raffreddamento sono progettati per risolvere il problema termico causato dal calore generato dai semiconduttori di potenza.
Questo è il motivo per cui gli MLCC ad alta temperatura da 150 ℃ sono richiesti non solo nel gruppo propulsore dei motori a combustione interna, ma anche nei sistemi di trasmissione dei veicoli elettrici.
Gruppo propulsore ed elettrificazione ad alta temperatura ambiente
La rapida crescita del mercato dei veicoli elettrici incontra anche ostacoli inaspettati, ad esempio i fornitori di batterie non riescono a tenere il passo con la domanda. Perciò, gli OEM su scala globale hanno riscontrato una carenza di minerali utilizzati nelle batterie e di conseguenza i prezzi sono aumentati.
In parallelo la domanda di veicoli endotermici e ibridi è rimasta costante e coesiste con il mercato dei veicoli elettrici alimentati a batteria (BEV, Battery Electric Vehicle). Finora, lo sviluppo tecnico dei gruppi di propulsione endotermica si è concentrato tendenzialmente su miglioramenti come le prestazioni di guida, il consumo di carburante e la riduzione delle emissioni. A questo scopo è necessario ridurre il carico del motore.
La potenza del motore a combustione aziona la trasmissione per muovere il veicolo e la potenza aggiuntiva è distribuita tramite un collegamento ausiliare a cinghia.
La potenza del motore viene inoltre distribuita all’alternatore, alla pompa dell’olio (sterzo, trasmissione, ecc.), alla pompa dell’acqua e al compressore A/C.
In definitiva, tutti questi dispositivi ad azionamento meccanico riducono l’autonomia del veicolo e, per risolvere il problema, questi dispositivi vengono sostituiti con alternative elettriche. Sono necessari componenti elettrici aggiuntivi come una centralina elettronica e sensori che, essendo collocati nel vano motore, sono esposti a temperature elevate. Nel complesso, un gruppo propulsore endotermico funziona a temperature elevate. In genere, un sistema di scarico irradia calore superiore a 587° C, l’olio motore e l’olio per trasmissioni sono a circa 148° C, e questo calore che si aggiunge all’ambiente circostante ad alta temperatura.
Tenendo conto di ciò, gli OEM e i fornitori offrono un profilo di carico della temperatura di un veicolo. È essenziale selezionare i componenti appropriati considerando la temperatura operativa ambientale in cui viene utilizzato un prodotto.
MLCC a 150 ℃ ad alta capacità con intervallo di temperature esteso
La temperatura e la tensione sono fattori che influiscono sulla durata dei condensatori MLCC.
Un MLCC a 150 ℃ non solo garantisce affidabilità ad alta temperatura, ma fornisce anche una capacità più elevata.
