Az elektromos járművek leginkább akkor tudják teljesítményüket demonstrálni, amikor hirtelen kell elindulniuk a közlekedési lámpáknál. Ez annak köszönhető, hogy álló helyzetből, azonnal képesek kifejteni a legtöbb nyomatékot. Kevésbé jellemző, hogy egy elektromos autó olyan lenyűgöző teljesítményt produkáljon, mint az új Jaguar I-PACE, melynek elektromos meghajtása akár 650 amper áramerősséggel is képes működni. Ahhoz, hogy az ilyen mértékű áramerősséget, és az ebből adódó extrém terhelésváltozást a rendszer kezelni tudja, a Continental kifejlesztett a Jaguar Land Rover számára egy olyan megoldást, amelyet kifejezetten a sportos, teljesítmény-orientált meghajtás követelményeire szabtak. Ezt az innovatív elektromos meghajtási rendszert, amelyet legelőször a Range Rover Sport Plug-in Hybridhez gyártottak, a két brit prémium autómárka teljes jövőbeni elektromos autókínálatához tervezték.

 A teljesítményelektronika  kulcsfontosságú alkatrésze a hibrid és teljesen-elektromos meghajtási rendszereknek. Árammal látja el az elektromos motort, miközben vezérli az energia visszatáplálás folyamatát is. Így a funkcióját tekintve közvetít a nagyfeszültségű akkumulátor és az elektromos motor között. Mivel az akkumulátor egyenáramú , a motor azonban háromfázisú váltóárammal működik, ezért a teljesítményelektronikának először át kell alakítani az egyenáramot az inverteren keresztüla motor felé megfelelő áramerősségre és frekvenciára. Ez a két elektromos paraméter határozza meg a motor működését.

A visszatáplálási  üzemmódban a teljesítményelektronika átalakítja az elektromos motor által generált váltóáramot egyenárammá, amelyet ezután az akkumulátor töltésére használ. Ez a technológia határozza meg, hogy az elektromos meghajtás összes lehetősége kiaknázható-e, vagy sem. Más szóval a teljesítményelektronika kulcsszerepet tölt be a magas alacsony-fordulati nyomatékból és az azonnali reakcióból eredő vezetési élmény maximalizálásában, melyek az elektromos motorok alapvető tulajdonságai.

„Az elektromos meghajtásban betöltött kulcsszerepét tekintve a teljesítményelektronika kiemelt stratégiai jelentőséggel bír. Már hosszú ideje foglalkozunk ennek a területnek a fejlesztésével. Ma, a teljesítményelektronikai technológiánk harmadik generációjával minden járműkategória számára megoldást kínálunk” – mondta el Christopher Breitsameter, a Continental Powertrain  divíziójának High Voltage Electronics  szegmens vezetője. „A Jaguar I-PACE és a Range Rover Sport Plug-in Hybrid elektronikus meghajtásának tervezése során szorosan együtt dolgoztunk a Jaguar Land Roverrel, hogy maximálisan kihasználhassuk a jelenlegi rendszerünk potenciálját, kiemelt fókuszt helyezve a sportos vezetés és magas teljesítmény követelményeire.”

Kétoldalú szinterezett mikrochip technológia

A teljesítményelektronikának a másodperc töredéke alatt kell tudnia továbbítani a maximális áramerősséget, például álló helyzetből padlógázzal való gyorsításkor. A fejlesztési csapat számára különleges kihívást jelentett, hogy a rendszer hogyan tudna kezelni ilyen nagy változásokat a töltésben, egyúttal azonban feleljen is meg az autóipar által támasztott kihívásoknak a hosszú életciklus és  tekintetében. További fejlesztési cél volt a mérethez viszonyított teljesítmény arányának maximalizálása, hogy a rendszer helyigénye a lehető legkisebb legyen. Végül nagyrészt az inverter szerves részét képező, innovatív IGBT modulnak Insulated Gate Bipolar Transistor (szigetelt vezérlőelektródás bipoláris tranzisztor) köszönhetően sikerült elérni a teljesítmény, hosszú élettartam és kompakt méret tökéletes kombinációját. A hagyományos forrasztóanyaghoz képest a chip mindkét oldalán lévő szinterezett kötés sokkal ellenállóbb a szolgálati élettartam, megbízhatóság és hőmérséklet-tolerancia tekintetében, így ez a megoldás kifejezetten a prémium szegmensnek szól. A Continental az első cég, aki ezt a kifinomult technológiát az autóipari elektronika területén használja fel.

„A kétoldalon szinterezett technológia mellett olyan további fontos fejlesztésekkel is előálltak, mint a DCB szubsztrát (Direct Copper Bonded), illetve egy kifejezetten a Continental számára fejlesztett  teljesítményfélvezető alkalmazása. A teljesítményelektronika felépítését és a felhasznált anyagokat a maximális erőátvitel és teljesítmény szempontjából optimalizáltuk” – mondta Alexander Reich projektmenedzser. „A Jaguar Land Rover projekt csapattal való kiváló együttműködés fontos eleme volt a projekt sikerének, szeretném megköszönni mindenkinek a részvételt.”

Az újonnan kifejlesztett teljesítményelektronikai technológia további speciális tulajdonsága, hogy ugyanaz a rendszer teljesen különböző járműtípusokban is alkalmazható. Például a Range Rover Sport Plug-in Hybrid-ben és a Jaguar I-PACE-ben lévő teljesítményelektronika teljesen megegyezik a hardver szempontjából – csupán szoftveres eltérés van a kettő között.

“Büszkék vagyunk, hogy egy olyan prémium autókat gyártó vállalat számára fejlesztünk és gyártunk csúcstechnológiát, mint a Jaguar Land Rover. A budapesti Hibrid- Elektromos Jármű üzletágunk, mint az elektromos mobilitási megoldások kompetencia központja biztosítja ezt a következő szintű technológiát az elektromobilitás területén. Szakembereink kiemelkedő munkája elősegíti a tisztább levegő megőrzését és az elérhetőbb mobilitás jövőjét, összhangban a piaci igényekkel”- tette hozzá Dr. Keszte Róbert, ügyvezető igazgató, a Continental Automotive Hungary Kft. budapesti gyárának részéről.

A Continental újabb innovációi az elektronikus meghajtás területén

A Continental hosszú ideje tartozik a technológiai vezetők közé az elektromos mobilitás területén. A legújabb innovációinak egyike egy teljes, elektromos autók számára tervezett tengelymeghajtási rendszer. Ez a magas fokon integrált, méretre szabható megoldás egyetlen egységben kombinálja az elektromos motort, váltót és teljesítményelektronikát. Mindez a súly és a hatékonyság területén is előnyökkel szolgál a jelenleg elérhető koncepciókhoz képest, miközben a sokkal kevesebb csatlakoztatandó alkatrésszel a költségek is csökkenthetők. Az elektromos meghajtási rendszer 120 kW és 150 kW változatainak gyártása várhatóan 2019-ben indul be a kínai piac számára.