Junto con Porsche y Bosch, un equipo de Fraunhofer est\u00e1 desarrollando nuevos inversores para coches el\u00e9ctricos que convertir\u00e1n la energ\u00eda entre la bater\u00eda y el motor de forma m\u00e1s eficiente que antes. El proyecto 'SiCeffizent' se centra en la refrigeraci\u00f3n de semiconductores de carburo de silicio.<\/p>\n
El primer aumento de la eficiencia se debe a los semiconductores fabricados con carburo de silicio (SiC) en lugar de silicio puro, ya que \u00e9stos tienen p\u00e9rdidas significativamente menores al fluir; los primeros veh\u00edculos de producci\u00f3n en serie ya utilizan semiconductores SiC. Sin embargo, \u00e9stos siguen siendo bastante caros.<\/p>\n
Por esta raz\u00f3n, el equipo del Fraunhofer IZM, junto con socios industriales como Bosch y Porsche, considera sensato utilizar el menor n\u00famero posible de transistores. Sin embargo, esto plantea nuevos retos: Dado que estos pocos transistores generar\u00edan m\u00e1s p\u00e9rdida de potencia por unidad y se calentar\u00edan m\u00e1s, deben refrigerarse especialmente bien. Para mantener el semiconductor m\u00e1s fr\u00edo con la misma potencia disipada, se han redise\u00f1ado por completo los elementos de refrigeraci\u00f3n de los inversores.<\/p>\n
Los semiconductores de SiC con la nueva refrigeraci\u00f3n se utilizan en los inversores no es casualidad: por este componente entre la bater\u00eda y el motor circulan corrientes elevadas durante la aceleraci\u00f3n, la recuperaci\u00f3n y la conducci\u00f3n r\u00e1pida. \"Esperamos que optimizando el tren motriz de esta forma, la autonom\u00eda de los coches el\u00e9ctricos se ampl\u00ede en \u00faltima instancia hasta un 6%\", afirma Eugen Erhardt, responsable de SiCeffizient en Fraunhofer IZM.<\/p>\n
Hasta ahora, los transistores de los inversores refrigerados por agua dispon\u00edan de enormes disipadores t\u00e9rmicos cuyas varillas o aletas de refrigeraci\u00f3n sobresal\u00edan en el agua de refrigeraci\u00f3n y disipaban as\u00ed el calor. El desarrollo de Fraunhofer utiliza ahora disipadores de calor de la impresora 3D. Esto ha permitido dise\u00f1ar los disipadores de calor tan finos que los transistores se asientan sobre una placa met\u00e1lica de s\u00f3lo unos mil\u00edmetros de grosor. Esto acerca los transistores al medio de refrigeraci\u00f3n, lo que aumenta el efecto refrigerante. Gracias a su forma, las aletas de refrigeraci\u00f3n deber\u00edan poder soportar la presi\u00f3n del agua de refrigeraci\u00f3n y las fuerzas que se producen cuando los transistores se sinterizan sobre el disipador de calor.<\/p>\n
Otra ventaja de la nueva soluci\u00f3n de refrigeraci\u00f3n: seg\u00fan Fraunhofer-Gesellschaft, las finas placas met\u00e1licas pueden compensar las tensiones durante el calentamiento o el enfriamiento deform\u00e1ndose ligeramente. Los distintos materiales de los m\u00f3dulos de potencia se dilatan en distinto grado cuando se calientan, lo que provoca la fatiga del material, pero esto no deber\u00eda ser un problema con el nuevo inversor.<\/p>\n
En los pr\u00f3ximos meses, el nuevo inversor se probar\u00e1 en Bosch, socio del proyecto. Porsche instalar\u00e1 el dispositivo en una transmisi\u00f3n de nuevo dise\u00f1o totalmente adaptada a la estructura SiC. \"A\u00fan nos queda camino por recorrer antes de que el dispositivo est\u00e9 listo para entrar en producci\u00f3n\", afirma Eugen Erhardt. \"En primer lugar, estamos reuni\u00e9ndolo todo para crear un prototipo. Despu\u00e9s habr\u00e1 que seguir optimizando los distintos pasos del proceso\".<\/p>\n