De acordo com pt.wedoany.com-A Infineon Technologies AG da Alemanha lançou recentemente o novo módulo de potência de carboneto de silício (SiC) de 1300V da série HybridPACK™ Drive, destinado a aplicações de inversores de tração em veículos elétricos, elevando a temperatura de operação contínua dos módulos de potência SiC automotivos para até 205°C. A Infineon afirma que os projetos existentes geralmente permitem operação máxima de 175°C, e o novo módulo oferece um aumento de 30°C na capacidade de temperatura, ajudando fabricantes de automóveis e fornecedores de primeiro nível a liberar maior potência de pico e contínua em arquiteturas de inversores existentes, além de reduzir a complexidade do gerenciamento térmico em plataformas de nova geração.
O inversor de tração é um componente central no sistema de acionamento elétrico de veículos elétricos, responsável por converter a corrente contínua da bateria na corrente alternada necessária para acionar o motor. O módulo de potência suporta condições de alta tensão, alta corrente e alta temperatura, e seu limite de temperatura afeta diretamente a potência contínua, a potência de pico, o projeto de resfriamento e a estratégia de gerenciamento térmico do veículo. Dispositivos SiC, em comparação com dispositivos de potência tradicionais à base de silício, oferecem maior eficiência de comutação e menores perdas, tornando-se uma direção tecnológica importante para plataformas de 800V e tensões mais altas. A Infineon, ao elevar a temperatura de operação contínua para 205°C, responde principalmente à demanda por densidade de potência e margem térmica em acionamentos elétricos de alta tensão.
A Infineon afirma que a temperatura de operação mais alta pode aumentar a corrente de saída em até 15% em comparação com projetos existentes, o que se traduz diretamente em maior densidade de potência do inversor. Para plataformas de veículos elétricos, o aumento da densidade de potência significa maior capacidade de saída no mesmo espaço ou redução do tamanho e peso do sistema para o mesmo objetivo de saída. Para plataformas de inversores já definidas, se as dimensões do módulo, interfaces e área de ocupação na placa forem mantidas, os fabricantes de automóveis e fornecedores de primeiro nível podem realizar atualizações de desempenho sem uma reestruturação significativa da arquitetura.
Outro ponto-chave deste módulo é a compatibilidade com plataformas existentes. O comunicado da Infineon mostra que o novo módulo mantém as mesmas dimensões, área de ocupação na placa e interfaces, permitindo integração perfeita em plataformas existentes, reduzindo assim a pressão de redesign caro e ciclos de desenvolvimento prolongados. Para a cadeia de suprimentos de eletrônicos automotivos, essa "atualização compatível" tem valor prático, pois o ciclo de introdução de produtos automotivos é longo, envolvendo validação, testes de confiabilidade, segurança funcional, simulação térmica, integração veicular e certificação de produção em massa. Se o módulo de potência puder usar embalagens e interfaces maduras, isso ajudará a encurtar o tempo de entrada no mercado para projetos de inversores de nova geração.
O gerenciamento térmico é outro impacto dessa mudança tecnológica. Os inversores de veículos elétricos geralmente dependem de placas de resfriamento líquido, circuitos de refrigeração, materiais de interface térmica e sistemas de gerenciamento térmico do veículo para manter a temperatura dos componentes. Com a capacidade do módulo de potência de suportar temperaturas de junção mais altas, os engenheiros podem liberar maior potência sob as mesmas condições de resfriamento ou tentar sistemas de resfriamento menores ou mais simples em novos projetos. A simplificação do sistema de resfriamento não afeta apenas o custo, mas também o peso do veículo, o espaço de layout e a eficiência energética. A Infineon menciona explicitamente que a maior tolerância à temperatura de junção ajuda a reduzir o custo do sistema, diminuir o peso do veículo e melhorar a eficiência geral.
A tensão de bloqueio de 1300V atende à demanda por plataformas de bateria de tensão mais alta. A Infineon afirma que este é o primeiro módulo da série HybridPACK Drive com tensão de bloqueio de 1300V, capaz de melhorar o desempenho, a eficiência e a robustez do inversor em cenários com tensão de bateria acima de 900V. À medida que veículos elétricos de alto padrão e plataformas de alto desempenho exploram sistemas de bateria acima de 900V, os dispositivos de potência precisam oferecer maior margem de tensão para lidar com flutuações de tensão da bateria, frenagem regenerativa, condições transitórias e requisitos de confiabilidade de longo prazo. A combinação de maior tensão de bloqueio com maior capacidade de temperatura proporcionará maior espaço de projeto para sistemas de acionamento elétrico de alta tensão de próxima geração.
O HybridPACK™ Drive é uma série de módulos de potência da Infineon para inversores de tração em veículos híbridos e elétricos puros, cobrindo as tecnologias de silício e carboneto de silício. De acordo com o site chinês da Infineon, a série é destinada a inversores de tração de veículos elétricos e comerciais, com faixa de potência de 100kW a 300kW, destacando embalagem escalável, facilidade de projeto e capacidade de certificação automotiva. Esta família de produtos já foi expandida para níveis de 750V e 1200V, e o novo módulo SiC de 1300V empurra ainda mais o portfólio para plataformas de tensão mais alta.
O primeiro modelo com capacidade de operação a 205°C, FS01M9R13A7MA2B, já foi lançado no mercado. A Infineon também afirmou que estenderá a capacidade de temperatura de operação de 205°C para a linha existente de módulos SiC de 1200V da série HybridPACK Drive. Isso significa que 205°C não é uma capacidade isolada de um modelo, mas pode se tornar uma direção de atualização de plataforma para os módulos SiC automotivos da Infineon. Para fabricantes de veículos e fornecedores de primeiro nível, a expansão de plataforma é mais importante do que produtos pontuais, pois diferentes modelos de veículos, níveis de potência e plataformas de tensão exigem combinações de módulos reutilizáveis.
A competição de módulos de potência de carboneto de silício está entrando em uma fase de competição abrangente, passando de "melhoria de eficiência" para "alta temperatura, alta tensão, alta densidade de potência e custo do sistema". A próxima rodada de atualização de plataformas de veículos elétricos não depende apenas da capacidade da bateria e da eficiência do motor, mas também da capacidade do inversor de operar de forma estável em tensões mais altas, temperaturas mais altas e espaços mais compactos. A capacidade de operação contínua a 205°C empurra o limite do projeto térmico um passo adiante, fornecendo uma nova base de componentes para que os fabricantes de automóveis possam reequilibrar desempenho, custo, peso e confiabilidade.
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