La tecnología central de DENSO creada por la colaboración de sus expertos: cómo DENSO desarrolla los inversores, que tienen la mayor participación en el mundo.

DENSO Tech Links #16 se centró en el tema "Los componentes automotrices cambian el futuro de la electrificación de vehículos". y discutió la electrificación de vehículos desde la perspectiva única de DENSO como proveedor de componentes automotrices. Sho Hashimoto de Electrification Components Eng. división 1 sube al podio para hablar sobre el desarrollo de inversores de DENSO.

【Vocero】 Sho Hashimoto Componentes de electrificación Ing. división 1, Corporación DENSODesarrollando inversores desde que se unió a DENSO Hablaré sobre cómo DENSO desarrolla los inversores. Antes de comenzar, me gustaría presentarme. Mi nombre es Sho Hashimoto y me uní a DENSO en 2010. Desde entonces, he estado involucrado en el desarrollo y la producción en masa de inversores, incluido el desarrollo de software para control de inversores. Desde 2017, he estado desarrollando hardware de inversores. Como ingeniero, he pasado toda mi carrera con inversores. Me gustaría explicar un poco sobre los inversores de DENSO y cómo los desarrollan sus ingenieros.

Los inversores son esenciales para los vehículos eléctricos Permítanme comenzar describiendo qué es un inversor. Todos los vehículos híbridos y eléctricos utilizan estos tres dispositivos que se muestran en esta diapositiva. Primero, una batería para almacenar electricidad, segundo, un inversor, que se muestra en el medio de la diapositiva, y tercero, un motor para impulsar las ruedas. Estos tipos de motores normalmente funcionan con corriente alterna. Por lo tanto, la corriente continua de la batería debe convertirse en corriente alterna con la ayuda de un inversor. Para esta conversión, los inversores tienen un componente llamado módulo de potencia con un dispositivo de conmutación semiconductor que se enciende y apaga para cambiar la dirección de la corriente a generar una corriente alterna. Los inversores son esenciales para los vehículos eléctricos.

Los inversores de DENSO se utilizan en vehículos eléctricos en todo el mundo Los inversores de DENSO se utilizan en todo el mundo. Aquí, voy a hablar de su historia. DENSO comenzó a producir inversores en masa en 1997. La producción anual alcanzó un máximo de 1,2 millones de unidades en 2020. Una amplia gama de fabricantes de automóviles de todo el mundo, incluidos Toyota, Nissan e Hino, utilizan los inversores de DENSO para sus vehículos comerciales, así como clientes extranjeros como Ford y China FAW Group. En 2018, DENSO lideró el mundo con la mayor participación del 32 % en el mercado mundial de inversores. Nuestros inversores están equipados en vehículos eléctricos utilizados en todo el mundo.

Número creciente de vehículos eléctricos utilizados en todo el mundo debido a controles de emisión de CO2 más estrictos Ahora pasaré a hablar sobre el entorno que rodea a los inversores. Como explicó Kudo, la mayoría de los países del mundo han fortalecido sus regulaciones de emisión de CO2 con el objetivo de la neutralidad global de carbono. Los fabricantes de automóviles también están reduciendo las emisiones de CO2 por debajo de sus objetivos.

Como resultado, como muestra la figura de la derecha, los vehículos eléctricos son cada vez más populares en el mercado mundial de vehículos. Esta cifra desglosa las ventas reales y esperadas de vehículos eléctricos y de motor en 2020, 2025 y 2030. Se prevé que la cantidad de vehículos eléctricos aumente en todo el mundo.

Demanda de inversores de baja pérdida y alta corriente Entonces, ¿qué tipo de inversores deberían desarrollarse, especialmente para vehículos eléctricos con batería? Toda la energía utilizada en los vehículos eléctricos con batería es proporcionada por sus baterías, pero esta característica también genera preocupación sobre su rango de conducción. pueden viajar hasta que agoten la energía de sus baterías completamente cargadas. Sin embargo, en la práctica, deben cargarse en una estación de carga antes de que se queden sin energía. Como se tarda al menos 30 minutos en recargar una batería casi agotada, incluso con un cargador rápido, esto puede frustrar a las personas que están acostumbradas a los vehículos de gasolina. Por lo tanto, ahorrar energía de la batería hará que los vehículos eléctricos sean más atractivos. Veamos el desglose de pérdidas en un vehículo eléctrico. Estas pérdidas son la cantidad de energía que no se usa en absoluto, como para la propulsión del vehículo y el control del clima, y ​​por lo tanto termina desperdiciándose. De las pérdidas totales de energía del vehículo, las pérdidas del inversor representan una parte significativa y, por lo tanto, deben ser reducido. Permítanme explicarles más sobre los inversores en términos de sistemas de propulsión. En los vehículos eléctricos híbridos, el motor es la principal fuente de energía y está respaldado por motores eléctricos. Los vehículos eléctricos a batería usan sus motores para producir toda la potencia necesaria. La fuerza para hacer girar las ruedas se llama torque. Cuanto más fuerte es el imán de un motor, más par se genera. Además, cuanto mayor sea la corriente en un motor, más par se genera. Esto significa que se requiere una gran cantidad de corriente para que los vehículos eléctricos de batería se muevan. Los vehículos eléctricos necesitan inversores de baja pérdida y alta corriente.

Reducción de las pérdidas del módulo de potencia, que representan el 90 % de las pérdidas del inversor. Permítanme explicar los módulos de potencia. Estos son los componentes más críticos para desarrollar inversores de baja pérdida. Reducir las pérdidas de los módulos de potencia, que representan alrededor del 90 % de las pérdidas de los inversores, es el mayor desafío. Los módulos de alimentación de DENSO se denominan "Tarjetas de alimentación" debido a su forma. Recuerde este nombre. Muchos otros fabricantes de inversores compran módulos de potencia comúnmente disponibles para integrarlos en sus inversores. Pero DENSO desarrolla y produce incluso dispositivos semiconductores en lugar de comprárselos a otras empresas. Como parte de sus grandes esfuerzos para desarrollar y producir módulos de potencia, DENSO ha establecido recientemente MIRISE Technologies, una empresa de desarrollo de semiconductores, junto con Toyota y comenzó a producir componentes semiconductores. en su planta de Hirose, que fue transferida de Toyota. Permítanme hablar sobre los módulos de potencia de DENSO. Recientemente, los semiconductores de potencia de carburo de silicio (SiC) se han generalizado en todo el mundo. Dado que ayudan a reducir considerablemente las pérdidas en los módulos de potencia en comparación con los semiconductores de silicio (Si) convencionales, un número creciente de vehículos eléctricos los están adoptando. DENSO también utiliza semiconductores de potencia de SiC. Pueden reducir las pérdidas de energía eléctrica hasta en un 7% y se espera que las reduzcan significativamente.

Módulo de potencia de alta corriente habilitado por la propia tecnología de enfriamiento de DENSO A continuación, explicaré la tecnología de DENSO que ha habilitado un módulo de potencia de alta corriente. Un problema importante de los módulos de potencia que funcionan con alta corriente es que cuanto mayor es la corriente que circula por ellos, más pérdidas se producen. Los módulos de alimentación se calientan debido a estas pérdidas y pueden fallar en algunos casos. Para hacer frente a estos desafíos, DENSO ha utilizado su propia tecnología de refrigeración: una tarjeta de alimentación, el módulo de alimentación tipo tarjeta que mencioné anteriormente, se coloca estrechamente entre dos dispositivos de refrigeración diseñados para liberar calor de ambos lados de la tarjeta de potencia. La tecnología de refrigeración de DENSO consigue un rendimiento 1,5 veces superior al de las desarrolladas por otras empresas.

Creación de los propios inversores de DENSO que incorporan dispositivos y tecnologías cruciales desarrollados internamenteAhora, me gustaría explicar nuestras otras tecnologías. El dispositivo que se muestra en el medio de la diapositiva es una unidad de control eléctrico de desarrollo propio. Las ECU de DENSO tienen un circuito llamado IC de accionamiento para encender y apagar los dispositivos de semiconductores de potencia. Los IC de accionamiento tienen la importante función de permitir que los dispositivos de semiconductores de potencia proporcionen el rendimiento requerido y protegerlos en caso de falla. DENSO desarrolla circuitos integrados de accionamiento internamente. Están diseñados para funcionar con dispositivos semiconductores de potencia para que puedan ofrecer el máximo rendimiento. Además, DENSO desarrolla tecnología de control de motores internamente para garantizar que los inversores y los motores funcionen correctamente según las condiciones de funcionamiento del vehículo. La diapositiva también muestra el eslogan de la marca DENSO: " Crafting the Core", y desarrollamos inversores en consecuencia. DENSO desarrolla internamente dispositivos y tecnologías clave para continuar creando inversores únicos.

Liderando el mundo con los inversores inigualables de DENSO Antes de terminar, permítanme enumerar las tecnologías necesarias para desarrollar inversores. Las tecnologías de las que he hablado hoy son solo una parte de las que se utilizan en los inversores, y estoy seguro de que sabe que los inversores requieren muchas tecnologías. Nadie puede desarrollar ningún inversor solo. Los expertos en diferentes campos deben colaborar entre sí para desarrollarlos.

DENSO tiene como objetivo seguir liderando el mundo con sus inversores inigualables.