Vicor ha presentado tres módulos de potencia para automoción destinados a sistemas de vehículos eléctricos (VE) de 48V, que ofrecen la densidad de potencia más alta del mercado, y que están destinados a fabricantes de automóviles y sus proveedores directos en 2025. Los modelos BCM6135, DCM3735 y PRM3735 utilizan circuitos integrados diseñados por Vicor, cuentan con la certificación AEC-Q100 y han completado el proceso PPAP con clientes de automoción.
“Vicor ha establecido una nueva referencia en cuanto a densidad de potencia en la industria de automoción con estos módulos de potencia escalables y flexible en un formato muy pequeño”, declaró Patrick Wadden, Vicepresidente de la unidad de negocio de Automoción de Vicor. “Nuestros convertidores de alto rendimiento abren nuevas posibilidades a los fabricantes de automóviles para que reduzcan el tamaño y el peso de los sistemas de alimentación en todo el vehículo”.
El BCM6135 es un convertidor de bus BCM® de 2,5kW con una eficiencia del 98% que convierte 800V de la batería de tracción a 48V para proporcionar una fuente de alimentación de muy baja tensión de seguridad (safety extra-low voltage, SELV) al vehículo. El BCM6135 aporta internamente el aislamiento entre la alta y la baja tensión, por lo que logra una gran reducción en el espacio requerido para la conversión CC/CC. La densidad de potencia del BCM6135 de 158kW/l permite a los diseñadores de sistemas para VE disminuir el tamaño del convertidor CC/CC primario y el peso del vehículo. La rápida respuesta a transitorios de corriente de 8 MA/s permite al BCM6135 sustituir una batería de 48V y más de 11 kg ya que sirve como batería 48V de en el vehículo xVE, además de ahorrar coste y peso.
El convertidor CC/CC DCM™ DCM3735 de 2,0kW transforma una entrada no regulada de 48V en una salida regulada de 12V. El DCM3735 tiene un amplio rango de entrada que es compatible con diversas aplicaciones de automoción porque la salida se puede ajustar en un rango de 8 – 16V. El DCM3735 tiene una densidad de potencia de 300kW/l que lo convierte en una opción atractiva para arquitecturas que distribuyan 48V a subsistemas de 12V en aplicaciones con unidades de control electrónico (ECU) zonales.
El PRM3735 es un regulador PRM™ de 2,5kW para una potencia de 48V con una eficiencia del 99,2%. Su pequeño tamaño y su densidad de potencia de 260kW/l dejan espacio libre en el encapsulado y reducen el tamaño de la fuente de alimentación CC/CC en su conjunto. Resulta idóneo para las cargas reguladas de 48V instaladas en las nuevas arquitecturas de vehículos.
Los nuevos módulos de Vicor, que se pueden instalar en más de 300 configuraciones, ofrecen niveles muy elevados de flexibilidad y escalabilidad para facilitar la innovación en diversos subsistemas del vehículo. Además, a medida que el mercado pasa de la arquitectura zonal de 12V a la de 48V, estos productos son muy eficientes en la conversión hacia y desde 48V. Los tres módulos se pueden configurar fácilmente en matrices para incrementar los niveles de la fuente de alimentación y comparten la potencia de forma automática para optimizar el rendimiento en cada matriz. Estos módulos resuelven desafíos complejos con sistemas de 800V, 400V, 48V y 12V
“Nuestros módulos de potencia simplifican la conversión de una batería primaria (800V o 400V) a 48V y hasta la carga”, señaló Wadden. “Son muy versátiles y nuestros clientes están utilizando los módulos de formas innovadoras que les ayudan a disminuir el tamaño y el peso de sus sistemas de alimentación”.
Los módulos de potencia de Vicor están reduciendo las redes suministro de alimentación en todo el vehículo de maneras innovadoras:
La suspensión activa alcanza la madurez en los VE
Las necesidades de potencia del sistema de suspensión activa son demasiado elevadas para una alimentación de 12V. La adopción de un bus de 48V y su conversión con el BCM6135 bidireccional es una manera eficiente de alcanzar un alto rendimiento. Esta aplicación también aprovecha la elevada pendiente de salida del BCM6135 ya que la suspensión activa es una carga regenerativa que exige el flujo inmediato de corriente inversa para transmitir la potencia regenerada de vuelta a la batería.
Elimina o reduce la batería de baja tensión
La pendiente de salida del BCM6135 es la mayor del mercado y presenta una oportunidad para sustituir una batería de 48V, de modo que el BCM sirva como batería virtual de 48V en el vehículo xVE con los consiguientes ahorros de coste y peso. Como el BCM6135 puede conmutar de corriente cero a la corriente máxima a 8,0MA/s, puede disminuir la batería de tracción de 800 a 48V y alimentar una carga con tanta rapidez como si recurriera a una batería auxiliar de 48V. Ningún otro convertidor CC/CC puede igualar esta velocidad y permite a los clientes reducir el peso del vehículo hasta 25kg así como recortar los costes del vehículo hasta 100 dólares.
La adopción de la arquitectura zonal de 48V está en todas las previsiones
Los nuevos módulos de potencia se pueden configurar fácilmente para facilitar esta transición. El DCM3735 se utiliza junto con el BCM3735 para crear una fuente de alimentación regulada de 12V desde la salida de 48V del BCM6135. Cuando se usa como parte de la arquitectura zonal de 48V, el DCM3735 se puede montar de forma remota para crear una fuente local de 12V en una zona del vehículo, por ejemplo en el lado derecho. Este método de aplicación permite que el diseñador de la red de alimentación incluya cargas de 12V ahorrando hasta el 90% del coste y el peso gracias a la adopción de un bus de 48V.
La precarga evita picos de corriente y disminuye el peso
La precarga es un paso necesario en el proceso de arranque. Evita picos de corriente al conectar la batería que dañarían cargas como bombas y compresores. En la actualidad esto se lleva a cabo mediante contactores y resistencias de alta tensión que añaden 1kg y un coste superior a 50 dólares. La alternativa pasa por utilizar el BCM6135 como convertidor CC/CC principal y una de las baterías de baja tensión instaladas en el vehículo. El BCM6135 puede aumentar la tensión de la batería de baja tensión y conseguir la precarga necesaria, eliminando así el contactor de precarga y la resistencia.
La flexibilidad de los módulos de potencia permite alimentar una gran cantidad de aplicaciones de automoción. Más importante aún, cumplen la promesa de la adopción de 48V. Ya sea convirtiendo la batería de tracción de alto voltaje a 48V, entregando potencia de punto de carga desde un bus de 48V, o permitiendo que los subsistemas de 12V vivan en nuevas arquitecturas zonales de 48v, los módulos de potencia de alto rendimiento y para automoción de Vicor entrega la mayor densidad de potencia al tiempo que reduce la perdida de energía simplificando los diseños.
