Para manejar estas grandes corrientes y los extremos cambios de carga resultantes, Continental desarrolló una solución para Jaguar Land Rover que consiste en un sistema que se adapta específicamente a los requerimientos de los trenes motrices deportivos y orientados al alto rendimiento. La innovadora solución electrónica de potencia, que entró en producción por primera vez en el Range Rover Sport híbrido enchufable, ha sido diseñada para tener aplicación en toda la gama futura de eléctricos de las dos marcas premium británicas.
La electrónica de potencia es un componente crítico de las plantas de potencia híbridas y totalmente eléctricas. Además de alimentar de energía al motor eléctrico, también controla el proceso de recuperación de energía. De modo que, en términos de funcionalidad, actúa como una interfaz entre la batería de alto voltaje y el motor eléctrico. Dado que la batería suministra alimentación de corriente continua, pero el motor funciona con alimentación de corriente alterna trifásica, la electrónica de potencia primero debe convertir la alimentación por medio de un inversor, antes de suministrarla a la corriente y frecuencia que el motor necesita. Son estos dos parámetros eléctricos los que controlan el funcionamiento del motor.
En el modo de recuperación, la electrónica de potencia convierte la corriente alterna generada por el motor eléctrico en corriente continua que luego se utiliza para cargar la batería. Es la electrónica de potencia la que determina si se puede extraer todo el potencial del tren motriz eléctrico. En otras palabras, la electrónica de potencia es clave para maximizar el deleite en la conducción asociado al elevado torque a regímenes bajos y la respuesta instantánea que son una característica inherente de los motores eléctricos.
"Dado el papel crucial que tiene en el tren motriz eléctrico, la electrónica de potencia es un componente de gran importancia estratégica y hemos venido realizando trabajo de desarrollo en este campo desde hace mucho tiempo. Hoy, con la tercera generación de nuestra tecnología de electrónica de potencia, ofrecemos soluciones para vehículos en todas las clases de potencia", dice Christopher Breitsameter, quien está a cargo del segmento de Electrónica de Alto Voltaje en la División Powertrain de Continental. "Al diseñar la electrónica de potencia para el Jaguar I-Pace y el Range Rover Sport Plug-in Hybrid, trabajamos en estrecha colaboración con Jaguar Land Rover para maximizar el potencial de nuestro sistema de generación de corriente, con una orientación muy marcada al manejo deportivo y el alto rendimiento".
Factor de éxito integrado: microchips con tecnología de sinterización de doble cara
La electrónica de potencia debe ser capaz de suministrar la corriente máxima en fracciones de segundo, por ejemplo, al acelerar a fondo estando el vehículo detenido. El desafío particular para el equipo de desarrollo fue adaptarse a estos cambios de carga tan pronunciados y, al mismo tiempo, cumplir con los requisitos esperados de los sistemas automotrices en términos de ciclos de servicio y vida útil.
Otro objetivo de desarrollo era lograr una alta relación potencia / tamaño, a fin de reducir al mínimo los requerimientos de espacio. El hecho de que haya sido posible lograr una combinación excelente de rendimiento, larga vida útil y dimensiones compactas se debe en gran medida a los innovadores módulos de potencia IGBT (transistor bipolar de puerta aislada), que son un componente clave del inversor. Las uniones sinterizadas en ambas caras del chip satisfacen exigencias mucho más altas en términos de vida de servicio, confiabilidad y tolerancia térmica que las uniones de soldadura convencionales, lo que hace de ésta una solución especialmente adecuada para el segmento premium. Continental es la primera empresa en usar esta sofisticada tecnología en una aplicación de electrónica automotriz.
“Otras características notables, además de la tecnología de sinterización de doble cara, incluyen el uso de sustratos especiales de unión al cobre directa (conocidos como sustratos DCB), junto con semiconductores de potencia fabricados bajo pedido especialmente para Continental. "La arquitectura general de la electrónica de potencia, así como los materiales utilizados, han sido optimizados para lograr máxima potencia y rendimiento", dice el gerente de Proyecto Alexander Reich. "La buena colaboración con el equipo del proyecto de Jaguar Land Rover, por la cual quisiera agradecer a todos los que participaron, fue determinante para el éxito de este proyecto".
Otra característica especial de la tecnología que incorpora esta electrónica de potencia de reciente desarrollo es que el mismo sistema se puede usar en diferentes tipos de vehículos. Por ejemplo, la electrónica de potencia en el Range Rover Sport híbrido enchufable y el Jaguar I-Pace es totalmente idéntica en cuanto a hardware; las únicas diferencias radican en el software.
Más innovaciones de Continental en el ámbito de la electrónica de potencia
Desde hace mucho tiempo, Continental ha sido líder tecnológico en el campo de la movilidad eléctrica. Sus más recientes innovaciones incluyen un sistema completo de eje motriz para vehículos eléctricos. Esta solución altamente integrada y escalable incorpora en un solo módulo el motor eléctrico, la transmisión y la electrónica de potencia. Esto redunda en ventajas de peso y eficiencia respecto a conceptos comparables y, por otra parte, el tener menos piezas para interconectar estos componentes también abate el costo. Está previsto que las versiones de 120 kW y 150 kW de este sistema de propulsión eléctrica salgan al mercado chino en 2019.
