A medida que los vehículos eléctricos (EV) y los vehículos híbridos enchufables (PHEV) continúan siendo adoptados ampliamente por los consumidores, la tecnología utilizada para cargar las baterías ha avanzado exponencialmente. La carga, que anteriormente tomaba varias horas para una batería llena, se ha simplificado a solo unos minutos.
El aumento de la velocidad de carga requiere varios componentes que manejen más energía y soluciones adicionales para mantener temperaturas de funcionamiento seguras. Los inversores de potencia producen la mayor cantidad de calor en estos sistemas y requieren una gestión térmica precisa.
¿Por qué son importantes los inversores y convertidores?
La corriente alterna (CA) y la corriente continua (CC) son tipos de electricidad con diferente flujo de corriente direccional. Tanto la CA como la CC son críticas para el funcionamiento de los vehículos eléctricos, pero se utilizan de diferentes maneras.
La electricidad se extrae de la red eléctrica como CA. La mayoría de los dispositivos y aparatos electrónicos funcionan con corriente alterna, pero la electricidad en esta forma no se puede almacenar. Para almacenar energía de la red en baterías EV a bordo, la corriente alterna debe convertirse en corriente continua. Una vez que se almacena la electricidad, debe convertirse de nuevo en corriente alterna para un uso eficiente por parte del motor eléctrico y otros componentes electrónicos a bordo.
Los inversores y convertidores de potencia son componentes críticos que proporcionan corriente eléctrica en el formato correcto. Los convertidores de potencia son dispositivos electrónicos que convierten la corriente alterna en corriente continua para almacenarla para su uso posterior. Por el contrario, los inversores de potencia convierten la electricidad almacenada de CC en CA una vez que se extrae de la batería para su uso inmediato por los componentes a bordo. Tanto los inversores como los convertidores también se utilizan para aumentar o disminuir el voltaje hasta la salida más eficiente.
Los inversores y convertidores se pueden encontrar en estaciones de carga de vehículos eléctricos (para convertir CA de la red en CC para la batería del vehículo) o a bordo del vehículo eléctrico o híbrido (para cambiar la energía extraída de los cargadores domésticos de CA a CC, o para convertir CC a CA para uso de componentes a bordo). A menudo, los convertidores y los inversores se combinan en la misma unidad dentro del sistema de carga o el cargador de a bordo.
¿Por qué es importante la refrigeración del inversor?
Cambiar la dirección del flujo de corriente hacia adelante y hacia atrás de corriente alterna a corriente continua y aumentar y disminuir continuamente el voltaje genera una alta carga de calor dentro del sistema. Si no se controla, este calor puede provocar una fuga térmica, que puede dañar el vehículo, las baterías, las estaciones de carga y puede ser inseguro para los ocupantes del vehículo.
Desde IGBT, MOSFET y otros transistores hasta microcontroladores, cada componente dentro de los inversores y convertidores crea calor y debe enfriarse. Debido a la alta carga de calor, los inversores generalmente tienen sus propios sistemas de gestión térmica.
Los sistemas de gestión térmica del inversor a menudo incluyen placas de frío líquido personalizadas con rutas de flujo especialmente mecanizadas y aletas aumentadas montadas en los inversores y convertidores. Los disipadores de calor fundidos a presión a menudo se incorporan para la refrigeración IGBT y otros componentes individuales. Los materiales de interfaz térmica, como almohadillas térmicas, grasas y rellenos de huecos, se incorporan para facilitar la transferencia de calor de los componentes que producen calor. Estos sistemas están altamente personalizados para cada aplicación única de enfriamiento de convertidor o inversor.
¿Dónde se utilizan los inversores y convertidores?
Si bien los inversores y convertidores son fundamentales para permitir la carga y el funcionamiento eficientes de los vehículos eléctricos, se utilizan en una miríada de otras industrias que involucran altas corrientes y voltajes. Las redes de energía solar, los sistemas de almacenamiento de energía de baterías (BESS), los compresores de refrigeración, el calentamiento por inducción e incluso muchos dispositivos electrónicos de consumo son aplicaciones donde los inversores y convertidores son comunes.
La Boyd diferencia para la refrigeración del inversor
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