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Infineon Technology: Innovazioni per la Mobilità Sostenibile e l’Efficienza Energetica

da | 30 Gen, 25 | Dalle aziende

Infineon Technology, leader globale nei semiconduttori, promuove la sostenibilità e la mobilità green con soluzioni avanzate per i settori automotive e IoT. In Italia, con un gruppo di 250 esperti, guida l’innovazione nel mercato automotive, esplorando nuove tecnologie e supportando la transizione verso una mobilità intelligente.

Infineon Automotive Technology Day

Introduzione

Infineon Technology è tra le principali aziende globali impegnate nel progresso sostenibile, sviluppando componenti e soluzioni avanzate per semiconduttori e sistemi destinati ai settori automotive, industriale e delle smart card, soddisfacendo i più rigorosi requisiti in termini di efficienza energetica, mobilità sostenibile e sicurezza. Il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità attraverso strategie mirate a decarbonizzazione e digitalizzazione rappresenta un impegno imprescindibile per l’azienda, che integra tali valori per garantire decisioni coerenti e applicabili. Infineon contribuisce alla transizione verso la mobilità intelligente, progettando componenti essenziali per la mobilità green e a zero emissioni. Tra le innovazioni vi sono i sistemi di gestione delle batterie (BMS) per veicoli elettrici, che monitorano, proteggono e ottimizzano le prestazioni delle batterie, rivoluzionando l’esperienza di guida e l’efficienza energetica. Abbiamo approfondito il tema con Giovanni Parrino, application marketing manager nella sede di Padova.

Giovanni Parrino

Circuiti integrati per il bilanciamento delle celle

Nel 2022, Infineon ha introdotto il circuito integrato di monitoraggio e bilanciamento delle celle conforme allo standard ISO26262 ASIL-D, il TLE9012DQU, insieme al transceiver IC TLE9015DQU. Il TLE9012DQU implementa un’architettura DS-ADC parallela a 16 bit unica nel settore per la misurazione della tensione delle celle, consentendo misurazioni perfettamente sincronizzate. Questa caratteristica è cruciale per stime accurate dello Stato di Carica (SoC) e dello Stato di Salute (SoH), fondamentali per determinare l’autonomia residua del veicolo. Il dispositivo offre una precisione di fine vita (EoL) di riferimento in diverse condizioni di tensione e temperatura, considerando anche fattori esterni come effetti di saldatura e umidità. Inoltre, integra la tecnologia esclusiva di sensori di stress di Infineon, che supporta il generatore di riferimento ADC per garantire precisione e affidabilità ottimali nel tempo. Il TLE9012DQU supporta il bilanciamento passivo con un interruttore integrato da 200 mA, che può essere utilizzato individualmente o simultaneamente, con la possibilità di utilizzare un MOSFET esterno per correnti di bilanciamento maggiori. Integra anche 5 canali di misurazione della temperatura NTC compensati per gli errori, eliminando la necessità di resistori di precisione e riducendo il costo complessivo della distinta base (BOM). Il dispositivo è conforme allo standard ASIL-D sia per la misurazione della tensione sia per quella della temperatura, facilitando la progettazione della sicurezza a livello di sistema. In combinazione con il TLE9015DQU, supporta varie topologie di daisy-chain (ad anello, PoT e PoB), con comunicazione protetta tramite un CRC a 8 bit per garantire affidabilità anche in caso di interruzioni del cavo. Il TLE9012DQU dispone di un meccanismo diagnostico unico, il round robin, che attiva automaticamente la maggior parte delle funzioni diagnostiche, come rilevamento di sovracorrenti, carico aperto e verifica NTC. Progettato per funzionare 24 ore su 24 e 365 giorni l’anno, il TLE9012DQU è stato testato in scenari complessi, dimostrando robustezza contro eventi come collegamenti a caldo ripetitivi fino a 4,5V per cella, protezione contro scariche ESD fino a 20kV e rumore BCI.

Circuito integrato TLE9012DQU

Ogni generazione di BMS di Infineon supporta la tecnologia E.I.S., grazie al protocollo di comunicazione Iso UART e all’architettura ADC parallela, per una progettazione efficace a livello commerciale. Infineon ha progettato il TLE9012DQU con il pacchetto PG-TQFP-48, il più snello sul mercato, per ottimizzare il design PCB e le prestazioni costi/sistema.

Infine, una soluzione a 18 canali con miglioramenti nelle prestazioni digitali e nella precisione EoL è in arrivo con queste caratteristiche principali:

• Architettura ADC parallela e precisione EoL con sensore di stress

• Robustezza del prodotto

• Comunicazione Iso UART e topologia ad anello

• Misurazione NTC

• Corrente di bilanciamento da 200 mA integrata o con supporto esterno

• Schema round robin

• Conformità ASIL-D

• Supporto E.I.S.

• Design ottimizzato per PCB

• Qualità e affidabilità ai vertici del settore

Inverter di trazione

Il controllo predittivo è la capacità di stimare o estrapolare ciò che potrebbe accadere in futuro per agire in anticipo e migliorare la situazione futura. Il tempo di reazione può variare da pochi microsecondi a diversi secondi. Attualmente, l’industria automobilistica utilizza già il controllo predittivo per aumentare il flusso della pompa di raffreddamento dell’acqua e precondizionare adeguatamente, ad esempio, per una “partenza al semaforo”. Grazie al controllo predittivo, il consumo energetico della pompa viene ridotto al minimo, mantenendo comunque un precondizionamento ottimale del modulo di potenza. Tuttavia, il fattore limitante è l’elevata latenza del circuito dell’acqua, che si attesta nell’ordine di secondi. Al contrario, il comportamento di commutazione dei semiconduttori può essere influenzato in modo analogo ma con tempi di reazione molto più rapidi. La sfida del controllo predittivo consiste nel garantire che la stima del futuro sia sufficientemente accurata per evitare effetti negativi sul sistema a causa di previsioni errate. D’altro canto, l’esecuzione del controllo predittivo deve essere estremamente veloce per consentire di attuare i cambiamenti necessari in tempo utile. Tutto ciò richiede un’elevata capacità di calcolo, sia convenzionale che attraverso l’intelligenza artificiale o il machine learning. Attualmente, Infineon sta sviluppando idee innovative sul controllo predittivo e i suoi effetti a livello di modulo, collaborando con i principali clienti per condividere i risultati in un prossimo futuro.

Convertitori OBC e DC-DC

I convertitori OBC e DC-DC (HV-HV) sono per lo più convertitori risonanti LLC/CLLC, considerati lo stato dell’arte da anni. Questi convertitori raggiungono un’elevata efficienza grazie al soft switching, con frequenze di commutazione che variano da alcune decine di kHz fino a 300-400 kHz. Rispetto alle topologie a commutazione rigida, riducono significativamente le dimensioni dei convertitori grazie alle frequenze di commutazione più elevate e a componenti magnetici più piccoli. Per i convertitori HV-LV (12 V) DC-DC, la topologia più utilizzata è il full bridge con fase sfasata, che risponde ai requisiti di ampio range di ingresso e uscita. Queste topologie rappresentano soluzioni promettenti. Attualmente, il mercato è dominato da semiconduttori al silicio (Si) e al carburo di silicio (SiC), mentre il nitruro di gallio (GaN) sta guadagnando attenzione sia per le alte che per le basse tensioni. Altri semiconduttori a banda proibita larga (WBG), come il GaO, non sono ancora diffusi.

Informazioni su Infineon

Fondata nel 1999, Infineon Technology è tra i principali produttori mondiali di componenti elettronici a semiconduttore per sistemi di potenza e IoT, impegnata nel progresso sostenibile. Nell’esercizio 2024, conclusosi il 30 settembre, l’azienda ha generato un fatturato di circa 16,3 miliardi di euro e impiega oltre 58 000 persone in 180 sedi tra siti di produzione e centri di R&D in tutto il mondo. In Italia, Infineon conta un gruppo di 250 professionisti altamente qualificati distribuiti in tre sedi: Milano (team vendite e funzioni di staff), Pavia (R&D per prodotti industriali) e Padova (R&D per prodotti automotive). L’interesse per il nostro Paese, quarto mercato europeo per l’automotive e secondo per numero di aziende attive (oltre 3 000), è stato dimostrato durante il primo “Infineon Automotive Technology Day”, svoltosi a Milano il 25 giugno. L’evento, della durata di un giorno, è stato interamente dedicato all’esplorazione delle nuove frontiere delle tecnologie a semiconduttore per il settore automotive in Italia, offrendo anche un’importante occasione di condivisione di conoscenze tra esperti del settore.

www.infineon.com/

A cura della Redazione

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