Półprzewodniki pozwalają zwiększyć wydajność, wygodę i dostępność pojazdów elektrycznych
Projekt 3Ccar (Integrated Components for Complexity Control in affordable electrified cars) koncentruje się przede wszystkim na rozwiązaniu kwestii coraz większej złożoności pojazdów. Uczestnicy projektu obrali sobie za cel zwiększenie wygody i dostępności pojazdów elektrycznych poprzez obniżenie ich cen, jednocześnie dążąc do wizji, którą wiele zainteresowanych stron uważa za przyszłość mobilności – połączonych i autonomicznych samochodów. „Mówiąc prościej, przeciwstawiamy nasze półprzewodniki rosnącej złożoności samochodów elektrycznych, która wynika ze stale rosnącej liczby wymagań dotyczących lepszej funkcjonalności, wydajności i wygody w przystępnych cenowo inteligentnych samochodach elektrycznych”, mówi Reiner John, przedstawiciel firmy Infineon Technologies, koordynator projektu 3Ccar. Osiągnięcie tego celu było jednak dużo trudniejsze, niż może wskazywać na to powyższe krótkie podsumowanie. Uczestnicy projektu skupili się na trzech kluczowych elementach składowych pojazdów elektrycznych – napędzie, akumulatorach i ogniwach paliwowych, i zaprojektowali je na nowo, stosując niezwykle innowacyjne półprzewodniki, dzięki którym wzrosła ich efektywność energetyczna, opłacalność oraz niezawodność. Następnie postanowili połączyć te podzespoły przy pomocy funkcjonalnych, termiczno-elektrycznych, elektromechanicznych, elektronicznych i nanoelektronicznych systemów integracji. „To zupełnie nowe podejście zakładające całkowite odejście od standardowych architektur znanych z inżynierii elektronicznej na rzecz zastosowania architektury opartej na domenach oraz integracji wszystkich podzespołów”, wyjaśnił Reiner John. Spójrzmy na przykład na akumulatory. Wiele osób uważa je za serce pojazdów elektrycznych, jednak uczestnicy projektu 3Ccar postanowili, że od tej pory staną się także ich mózgiem. W porównaniu ze standardowymi pakietami akumulatorów system zaproponowany przez projekt 3Ccar charakteryzuje się większą oszczędnością i opłacalnością w całym cyklu życia. Dzieje się tak dzięki wbudowanym mikrokontrolerom, które gromadzą informacje na temat aktualnego stanu każdego ogniwa, a także przekazują informacje kontrolerom pozostałych ogniw oraz innym podzespołom pojazdu. W przypadku wystąpienia jakiegokolwiek problemu technicznego ogniwo samoczynnie odłączy się od pakietu, a samochód będzie działał nadal. Co więcej, do tej pory uszkodzenie jednego ogniwa wiązało się z koniecznością wymiany całego akumulatora. Nowe rozwiązania umożliwią wymianę wyłącznie niesprawnych ogniw. Innymi słowy, zwiększona integracja, do której dąży projekt, będzie się także wiązała z lepszym rozdzieleniem systemów. Członkowie konsorcjum projektu 3Ccar uważają, że takie rozdzielenie jest kluczem do osiągnięcia zwiększonej niezawodności, uproszczenia podzespołów, zapewnienia redundancji na wypadek awarii, ograniczenia kosztów technologii, a także zwiększenia niezależności od autoryzowanych serwisów. W ramach założonej wizji projekt właściwie podważa konwencjonalne podejście oparte na scentralizowanym komputerze pokładowym nadzorującym działanie wszystkich podzespołów pojazdu, zastępując je komputerami we wszystkich podzespołach, które są w stanie monitorować dane z czujników, oceniać je w czasie rzeczywistym i umożliwiać zdalne programowanie. Stało się to możliwe dzięki algorytmom opartym na modelach, które pozwalają na ustalenie okresu eksploatacji i stanu technicznego każdego podzespołu pojazdu elektrycznego. „Nasze podejście okazuje się bardzo skuteczne i zaczyna być stosowane w przemyśle motoryzacyjnym. Wymaganie dostępności i pracy nawet w przypadku awarii jednego z podzespołów jest obecnie szeroko uznawane i wspierane, w szczególności w przypadku wysoce autonomicznych pojazdów kategorii L4 oraz L5”, dodał John. Biorąc pod uwagę przewidywania dotyczące masowej popularyzacji połączonych, autonomicznych i elektrycznych pojazdów do 2030 roku, technologie rozwijane w ramach projektu 3Ccar z pewnością znajdą zastosowanie w projektach trafiających na rynki.
Słowa kluczowe
3CCAR, prototyp, samochód elektryczny, diagnostyka, półprzewodnik, samochód autonomiczny, Infineon, nanoelektronika
