Los investigadores han estado investigando el carburo de silicio, un material alternativo prometedor para la industria de los semiconductores, desde hace varios años. El Instituto Fraunhofer de Confiabilidad y Microintegración IZM unió fuerzas con socios en el proyecto del Módulo SiC para impulsar este tipo de semiconductor de potencia para la fabricación industrial. Su esfuerzo se destina a aumentar la eficiencia de las transmisiones de los vehículos eléctricos y ampliar la autonomía de estos vehículos.

La electromovilidad tiene sus detractores, con algunos escépticos señalando limitaciones como la velocidad máxima y la autonomía máxima de los coches eléctricos. Ambos dependen de la electrónica de potencia incorporada, el corazón electrónico de la movilidad eléctrica. Tamaño, el peso y la eficiencia son tres factores decisivos para la electrónica de potencia destinada a la instalación en coches eléctricos. Carburo de silicio (SiC), un nuevo material semiconductor, marca las tres casillas. Es más eficiente pero deja una huella más pequeña que los semiconductores convencionales como el silicio.

Aún así, El carburo de silicio no se encuentra en ningún coche eléctrico en la carretera hoy en día. Tal y como está, este material semiconductor todavía se limita a los laboratorios de investigación. Para portarlo del laboratorio a la fábrica, el proyecto del módulo SiC ha tenido en cuenta todas las condiciones de la fabricación industrial en la ecuación desde el principio. El diseño del módulo es un ejemplo:los investigadores de Fraunhofer IZM lo basan en la estructura de la placa de circuito impreso clásica que la industria ha favorecido durante mucho tiempo. Esto debería acelerar su implementación.

Líneas eléctricas más cortas, mejor enrutamiento de energía

El módulo también se beneficia de los últimos avances científicos. En lugar de unir el semiconductor al paquete, los investigadores decidieron incrustarlo directamente en el circuito con un contacto de cobre con asistencia galvánica para acortar los cables y optimizar el enrutamiento de energía. El equipo también trajo al cliente potencial a bordo para este esfuerzo de desarrollo. En el primer año del proyecto, redactaron una hoja de especificaciones en la que se indicaban las características eléctricas, Requisitos térmicos y de rendimiento para el módulo y semiconductor. Los investigadores trabajaron en estrecha colaboración con los usuarios, atendiendo a sus deseos cuando determinaron las especificaciones del producto.

Fabricantes de automóviles, Los proveedores de componentes y los fabricantes de equipos originales participaron directamente en el esfuerzo por determinar el tamaño de los módulos electrónicos de potencia. Disposición y circuitos eléctricos. Este colectivo buscaba aprovechar al máximo el espacio disponible en el sistema de propulsión de los vehículos. Lars Böttcher, líder de grupo en Fraunhofer IZM y jefe del subproyecto SiC, dice, "Vamos más allá de una prueba de concepto general porque estamos desarrollando más que un simple prototipo en este proyecto". El objetivo es aumentar tanto el nuevo material semiconductor de carburo de silicio como la tecnología de incrustación para la producción en masa.