El próximo día 6 de septiembre, previamente a la apertura de las puertas del IAA Mobility 2021 que se celebrará en Múnich, Schaeffler presentará sus nuevos productos desarrollados para sistemas de tracción eléctrica. Incluirá la nueva electrónica de potencia preparada cubrir los voltajes de hasta 800 voltios que requieres los coches eléctricos de nueva generación, y mostrará su aplicación sobre su eje eléctrico 3 en 1. Además también estará presente un nuevo sistema de gestión térmica altamente integrado para vehículos eléctricos.
Para incrementar la autonomía de los vehículos eléctricos, además de aumentar la capacidad de la batería y reducir su peso y volumen, también es necesario trabajar sobre el sistema de accionamiento eléctrico, aumentando su eficiencia, lo que se consigue implementando una electrónica de potencia capaz de obtener todo el potencial del sistema motriz y un sistema control térmico que regule cada componente de manera independiente. En este campo hay un enorme potencial de crecimiento en el que Schaeffler ha trabajado durante estos años y que ahora presenta en público.
Electrónica de potencia a 800 voltios
La electrónica de potencia contribuye de forma decisiva, junto con el motor, a la eficiencia del sistema de propulsión. La solución de 800 voltios de Schaeffler está diseñada para aplicaciones en ejes eléctricos de vehículos de alto rendimiento. Específicamente, el proveedor afirma en su nota de prensa que esta solución escalable puede aplicarse a una gran variedad de vehículos y permitir potencias nominales de salida de hasta 330 kW (442 CV) y potencias pico de hasta 500 kW (670 CV).
Según Schaeffler, la densidad de potencia que se puede lograr es de 70 kW por litro, lo que debería traducirse físicamente en una carcasa muy compacta, y por lo tanto, ofrecer muchas ventajas a la hora de la integración en el conjunto del sistema motriz. El proveedor alemán emplea también la tecnología de carburo de silicio en la fuente de alimentación que, junto a la elevación del voltaje hasta los 800 V, supone una contribución significativa para aumentar aún más la eficiencia.
El uso de semiconductores de potencia basados en carburo de silicio reduce el tamaño del inversor incrementando la densidad de potencia. Se trata de características necesarias para aumentar el alcance de los vehículos eléctricos en comparación con la que se logra con la tecnología de silicio estándar actual. El objetivo de Schaeffler es alcanzar eficiencias de hasta el 99 % "en rangos de carga definidos". También se utiliza una solución de control de motor propia, que permite varios procesos de modulación y frecuencias de conmutación variables.
Eje eléctrico de Schaeffler.
Ejemplo de uso: el eje eléctrico 3 en 1
Como ejemplo de utilización de esta electrónica de potencia, Schaeffler muestra e resultado en su eje eléctrico 3 en 1 que combina el motor eléctrico, la transmisión y la electrónica de potencia en un solo sistema. El procesamiento de la señal y el control del convertidor se realizan mediante el software patentado.
El resultado, según la empresa, es un elevado rendimiento que proviene de una alta densidad potencia y par de transmisión y se caracteriza por su compacidad y su excelente comportamiento acústico. Gracias a una estructura modular, el sistema puede cumplir con diferentes requisitos de uso y se puede utilizar para varias plataformas de vehículos. La descripción del resultado del uso del conjunto electrónica de potencia-eje eléctrico no viene acompañada por ahora de ningún dato técnico, puesto que quedan reservados para su presentación durante el IAA.
Sistema de gestión térmica
Además de las soluciones relacionadas con el accionamiento eléctrico, Schaeffler también presenta un nuevo sistema de gestión térmica, fundamental para conservar la autonomía de los vehículos eléctricos. Dos bombas de agua eléctricas, la unidad electrónica central que las gestiona, las válvulas y la interfaz del circuito de refrigeración se integran en la unidad de control central que combina todas las funciones importantes y reduce el espacio de instalación necesario hasta en un 60 %.
Para lograr un alto nivel de eficiencia, el sistema de gestión térmica de Schaeffler regula continuamente la temperatura, especialmente la de la batería, la del motor eléctrico y la de la electrónica de potencia, que se adapta a las condiciones ambientales y de funcionamiento. También controla la temperatura en el interior del vehículo y, al mismo tiempo, garantiza la mayor autonomía posible.
Según indica Matthias Zink, miembro de la Junta Ejecutiva de Tecnologías Automotrices de Schaeffler, "Nuestras experiencia de décadas en el campo del accionamiento de motores de combustión interna son la base para dar forma al cambio que mueve al mundo también en la movilidad eléctrica".
Tras establecer una división de negocios especialmente dedicada a la movilidad eléctrica hace tres años, el proveedor afirma que volumen de pedidos recibidos en el primer semestre de 2021 ha sido de 2.100 millones de euros, lo que significa que ya ha alcanzado su objetivo para este año. Según indica Jochen Schröder, jefe de la división E-Mobility, "a partir de 2022, prevemos una facturación anual entre 2.000 y 3.000 millones de euros".
