Niranjan S. Nayak, chefe de negócios da Delta Electronics India Pvt Ltd

As baterias de EV estão ficando maiores e também os requisitos de energia de carregamento

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O entendimento básico dos modernos dispositivos eletrônicos de potência é essencial no setor automotivo ou de design / fabricação de eletrônicos, devido ao seu papel revolucionário na conservação de energia para aplicações automotivas e não automotivas de alta eficiência. Niranjan S. Nayak, chefe de negócios da Delta Electronics India Pvt Ltd, discute os requisitos técnicos para o desenvolvimento de várias dessas soluções, com foco em aplicações automotivas de veículos elétricos (EV), com Ayushee Sharma.


Niranjan S. Nayak, chefe de negócios da Delta Electronics India Pvt Ltd
Niranjan S. Nayak, chefe de negócios da Delta Electronics India Pvt Ltd

P. Como os conversores DC / DC usados ​​no setor automotivo diferem dos conversores de transporte não automotivo?

UMA. Os requisitos operacionais, condições ambientais e requisitos de segurança diferem para veículos automotivos e não automotivos. Existem padrões bem definidos aos quais os componentes automotivos devem estar em conformidade, enquanto os veículos não automotivos devem estar em conformidade com os padrões que regem sua aplicação final.

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No que diz respeito à segurança, os conversores CC / CC usados ​​no setor automotivo são projetados de acordo com a ISO 26262 (padrão de segurança funcional específica do setor automotivo), enquanto os veículos não automotivos, utilizados em aplicações industriais, também devem estar em conformidade com a EN 62061 e a ISO13849-1 .

P. Quais são as várias ferramentas usadas no design de conversores DC / DC?

UMA. No setor automotivo, os componentes são projetados de acordo com os requisitos dos OEMs. O IBM Rational DOORS é uma ferramenta conhecida para gerenciamento de requisitos.

Posteriormente, ferramentas UML como Sparx Enterprise Architect ou IBM Rational Rhapsody podem ser usadas para o design da arquitetura do sistema. Para o projeto de circuitos elétricos, ferramentas como MATLAB e PSPICE podem ser usadas. Isso é seguido pelo design esquemático e de layout de PCB, e ferramentas como Altium e Cadstar são úteis nesta fase.

O PTC Creo é amplamente utilizado na indústria automotiva para projetos mecânicos. O AUTOSAR é uma estrutura que busca criar uma arquitetura de software padronizada para software embarcado automotivo. As ferramentas do Mentor e do Vector Informatik são usadas para isso.

P. Quais são as opções de proteção para conversores em ambientes agressivos?

UMA. A proteção está incluída para sobrecorrente, sobretensão e superaquecimento. Além disso, a detecção de plugues e a detecção de colisões de alta tensão (HV) são exemplos de outros recursos de proteção incluídos especificamente nos componentes automotivos de alta tensão.

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Para o domínio automotivo, com base na gravidade do perigo, a ISO 26262 define quatro ASIL (nível de integridade de segurança automotiva), A, B, C e D, em ordem crescente de perigo. Os sistemas de proteção definidos acima foram projetados para atender aos requisitos ASIL.

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Para elaborar a complexidade, o sistema de proteção contra sobrecorrente projetado para atender aos requisitos ASIL-D precisa ter dois sensores de corrente e dois canais independentes para monitorar a corrente. Além disso, o MCU usado também deve atender aos requisitos ASIL-D e o software também.

P. Quais são as considerações para projetar soluções de trem de força EV / HEV?

UMA. As soluções de trem de força EV / HEV (EV híbrido) são projetadas considerando o desempenho, a segurança, o tamanho, o peso e o custo. Existem diferentes tipos de VEs disponíveis no mercado, que diferem em tamanho, alcance, desempenho e custo. Os powertrains de EV são projetados para atender a esses requisitos conflitantes e o produto final é o resultado da otimização com vários objetivos conflitantes.

P. Qual é o papel dos filtros CC e CA em aplicações automotivas?

UMA. Os filtros CA e CC são uma das peças mais críticas e difíceis de projetar de um carro. Nos termos do leigo, os filtros garantem que a operação de um componente (por exemplo, DC / DC) não afete adversamente outros componentes (por exemplo, infotainment) em um carro. CISPR 25, ISO7637 e J1113 / 1 são alguns padrões EMC que definem limites dos níveis permitidos de interferência eletromagnética (EMI). Os filtros devem ser projetados para atender a esses limites.

P. Quais são os desafios envolvidos no desenvolvimento de soluções de cobrança de VE?

UMA. As baterias EV estão ficando maiores e os requisitos de energia para carregamento. Os EVs iniciais usaram carregadores de bordo de 3,3kW (OBCs); hoje, os veículos de ponta requerem 11kW ou mais de potência dos OBCs. Além disso, devido a restrições de tamanho, mais OEMs estão solicitando soluções integradas chamadas carregadores combinados, que incluem conversor OBC e DC / DC em um único pacote.

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Um carro tem espaço limitado para acomodar todos os componentes – com o aumento da potência, o tamanho do carregador provavelmente aumentará. Portanto, os clientes estão pedindo uma maior densidade de energia. Isso representa um desafio para empresas como nós, reduzir o tamanho de componentes volumosos, buscando soluções altamente eficientes e de design compacto. Hoje, nosso OBC alcançou um nível de densidade de energia de 1,7kW / L e eficiência superior a 95%. Estamos trabalhando para alcançar o aumento da densidade de potência do nível de 2kW / L.

O projeto de carregadores também inclui esforços significativos de software, pois os carregadores precisam interagir com o equipamento de alimentação CA e CC de um lado e o veículo do outro. Protocolos de carregamento como CHAdeMO, GB / T e CCS devem ser implementados no nível do software no OBC – com base nos requisitos do OEM, a comunicação de carregamento DC é gerenciada pelo OBC ou outro componente EV.




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