DENSO sviluppa il suo primo inverter con semiconduttori al carburo di silicio

DENSO CORPORATION, fornitore OE per la mobilità e società capogruppo di DENSO Aftermarket, ha annunciato lo sviluppo del suo primo inverter con semiconduttori al carburo di silicio (SiC). L’inverter, integrato nel modulo di elettrificazione eAxle sviluppato da BluE Nexus Corporation, è utilizzato sulla nuova Lexus RZ, il primo veicolo BEV del costruttore lanciato a fine marzo di quest’anno.

L’inverter, insieme alla batteria e al motore elettrico, è un elemento essenziale all’interno di un sistema di trazione per veicoli ibridi ed elettrici. Il suo ruolo è quello di convertire la corrente continua della batteria in corrente alternata richiesta dal motore elettrico. Per effettuare tale conversione, gli inverter contengono un componente chiamato modulo di potenza, dotato di un commutatore a semiconduttore che si accende e spegne per generare la corrente alternata.

I moduli di potenza rappresentano i componenti più critici di un inverter: le maggiori problematiche per i moduli di potenza che lavorano con correnti elevate sono dovute al fatto che maggiore è la corrente che fluisce maggiori sono le perdite (responsabili del 90% delle perdite dell’inverter) e il calore in eccesso generato, aspetti che possono comportarne il danneggiamento.

Molti costruttori di inverter acquistano moduli di potenza già disponibili sul mercato e li integrano nei loro inverter, mentre DENSO sviluppa e produce i propri, denominati “Power Cards” per la loro forma. DENSO, per realizzare le Power Cards, utilizza una tecnologia proprietaria di raffreddamento nella quale il modulo di potenza viene posizionato saldamente tra due dispositivi di raffreddamento progettati affinché esso possa dissipare calore da entrambi i suoi lati. Questa tecnologia di raffreddamento raggiunge prestazioni 1,5 volte superiori a quelle sviluppate da altre società.

Oggi le Power Cards di DENSO sono realizzate in carburo di silicio, con una struttura che si basa su una tecnologia proprietaria dell’azienda, che migliora l’efficienza energetica dei veicoli del 7%, a tutto beneficio della loro autonomia. DENSO utilizza wafer epitassiali di silicio sviluppati insieme a Toyota Central R&D Labs., Inc., con tecnologia tale da permettere il dimezzamento del numero di difettosità dei cristalli che impediscono al dispositivo di lavorare in modo corretto a causa del disordine nella struttura atomica del cristallo. Riducendo le difettosità vengono assicurate la qualità e la stabilità produttiva dei dispositivi al carburo di silicio impiegati nei veicoli.

La tecnologia al carburo di silicio sviluppata da DENSO è denominata “REVOSIC®,” nome che l’azienda utilizza per raggruppare le tecnologie impiegate su prodotti che vanno dai wafer ai dispositivi a semiconduttore, e ai moduli quali le Power Cards.

DENSO ha iniziato a produrre in serie gli inverter nel lontano 1997; nel 2018, l’azienda era leader mondiale nel mercato globale degli inverter con una quota del 32%; nel 2020 la produzione annuale ha raggiunto 1,2 milioni di unità. Gli inverter prodotti da DENSO sono utilizzati dai costruttori di veicoli in tutto il mondo, tra i quali Toyota, Nissan e Hino (veicoli industriali), così come Ford e China FAW Group.