Il successo della transizione verso la mobilità elettrica dipenderà dall’ottimizzazione dell’esperienza di guida per gli utenti finali.
Prestazioni, autonomia, affidabilità e ricarica rapida sono obiettivi raggiungibili anche grazie agli inverter ad alta tensione.
In questo periodo storico per l’automotive, BorgWarner è riconosciuta dagli OEM globali dell’industria automobilistica come partner tecnologico di primo piano.
In particolare da quelli che si stanno concentrando sulle tecnologie che contribuiscono alla transizione della mobilità verso un sistema di trasporti più pulito e sostenibile.
È il caso dell’elettrificazione dei veicoli, dove BorgWarner, con la strategia Charging Forward, è in grado di supportare gli OEM verso la eMobility fornendo soluzioni per veicoli ibridi (PHEV) ed elettrici a batteria (BEV).
Oltre a promuovere la sostenibilità delle attività globali dell’azienda, la strategia Charging Forward  ha contribuito alla crescita di un invidiabile portafoglio di prodotti per l’elettrificazione che ha già ottenuto numerosi successi commerciali da parte di OEM di prestigio.
Particolarmente significativo è lo sviluppo di un’innovativa tecnologia applicata agli inverter che consente ai produttori di veicoli di sfruttare appieno il potenziale dei sistemi di propulsione ad alta tensione per i BEV.
La tecnologia SiC
L’inverter è un componente fondamentale per la catena cinematica di un veicolo elettrificato. Il suo compito è convertire la corrente continua erogata dalle batterie in corrente alternata necessaria all’alimentazione del motore elettrico di trazione. Inoltre l’inverter recupera la corrente alternata generata dal motore quando esso funge da generatore durante il processo di frenata rigenerativa, restituendola sotto forma di corrente continua alla batteria, che così si ricarica.
Attualmente la maggior parte degli impianti a bordo dei veicoli elettrici è alimentato a 400 V, ma per soddisfare le richieste dei consumatori per avere una maggiore autonomia del veicolo e tempi di ricarica ridotti, la tendenza è quella di utilizzare sistemi di alta potenza alimentati a tensione maggiore, anche fino a 1.000V.
Per soddisfare questa richiesta è necessaria una maggiore efficienza dei semiconduttori, in modo da migliorare la densità di potenza degli inverter.
BorgWarner ha affrontato questa sfida sfruttando i vantaggi dei suoi moduli di potenza brevettati in carburo di silicio (SiC) Viper – la cui efficienza superiore consente di operare a tensioni più elevate – per sviluppare un nuovo inverter alimentato a 800V.
La tecnologia SiC è stata convenientemente applicata anche ai transistor al silicio dell’interruttore di potenza modulare.
L’utilizzo di questa tecnologia al silicio nel Viper a 800V consente di ridurre fino al 70% le perdite di potenza di commutazione in condizioni di guida reali.
I vantaggi per gli OEM
Per ridurre i costi, il modulo di potenza Viper è stato progettato utilizzando un efficace sistema di raffreddamento su due lati che consente di ridurre l’area del semiconduttore e quindi la quantità di SiC utilizzato.
Rispetto alle precedenti generazioni di inverter tradizionali, quello con tecnologia SiC a 800V ha una densità di potenza superiore del 50%. Per aumentare l’affidabilità e la durata le interconnessioni sono saldate.
L’esclusivo design dell’inverter consente la scalabilità per adattarlo a sistemi alimentati a diversa tensione, sopra e sotto la soglia degli 800 V, offrendo agli OEM flessibilità ed economie di scala nella gestione dei molteplici livelli di tensione e corrente richiesti da PHEV e BEV.
Ovviamente i vantaggi dell’elettronica di potenza SiC sono particolarmente evidenti sui sistemi a 800V che sono quelli maggiormente in fase di sviluppo da parte degli OEM.