La tendenza globale a eliminare gradualmente l’uso di combustibili fossili ha conseguenze impegnative per numerosi settori, compresi i trasporti. La transizione verso la mobilità verde, ad esempio, comporta una riduzione dei voli a corto raggio e degli spostamenti in auto, che favorirà la crescita del trasporto ferroviario. Le misure di decarbonizzazione dei governi supportano questo sviluppo: in Europa, sono previsti incentivi per miliardi di euro per il trasporto ferroviario. I cambiamenti sono imminenti, con molte locomotive diesel e motrici che saranno gradualmente sostituite da soluzioni elettriche rispettose dell’ambiente.
Considerando le improrogabili esigenze della mobilità sostenibile, è necessario sviluppare nuove tecnologie, con l’aumento dell’efficienza energetica come obiettivo chiave. Per supportare questa tendenza, Infineon Technologies lancerà semiconduttori di potenza con MOSFET CoolSiC e tecnologia .XT nel package XHP 2, su misura per i requisiti dei servizi ferroviari.
Soluzioni a semiconduttore per tram più silenziosi
Il modulo di potenza XHP 2 di Infineon ha già dimostrato il suo valore in un test sul campo condotto da Siemens Mobility e Stadtwerke München (SWM). Un tram Avenio a Monaco di Baviera è stato dotato di questi moduli di potenza e testato in servizio passeggeri per un anno, percorrendo circa 65.000 km. Siemens Mobility ha concluso che l’utilizzo di questo dispositivo in carburo di silicio (SiC) ha consentito di ridurre del dieci percento il consumo energetico del mezzo. Allo stesso tempo, è stato anche possibile ridurre notevolmente la rumorosità del motore durante il funzionamento.
“Le soluzioni innovative a semiconduttore per la tecnologia ferroviaria sono un importante motore per la mobilità verde. Il successo del test sul campo con i tram a Monaco dimostra i vantaggi della tecnologia SiC per produttori, operatori ferroviari e residenti“, ha affermato il dott. Peter Wawer, presidente della divisione Industrial Power Control di Infineon. I test sono stati effettuati nell’ambito del progetto europeo di ricerca e sviluppo PINTA e fanno parte dell’ampia iniziativa europea di ricerca e innovazione Shift2Rail, che mira a creare un sistema ferroviario europeo sostenibile attraverso investimenti mirati.
Maggiore efficienza energetica grazie al carburo di silicio
Anche l’implementazione del SiC nei moduli di potenza per i sistemi di propulsione a trazione può porre sfide importanti: oltre a un chip SiC efficiente e molto robusto, sono necessari package che consentano velocità di commutazione elevate, nonché tecnologie di interconnessione che garantiscano una lunga durata. Queste sono precisamente le caratteristiche offerte dal modulo di potenza di Infineon: poiché i treni accelerano e decelerano frequentemente, i cicli di alimentazione per i semiconduttori nelle applicazioni ferroviarie sono molto impegnativi. Le costanti fluttuazioni di temperatura mettono sotto stress le interconnessioni. La tecnologia .XT di Infineon fornisce una soluzione a questa sfida. La tecnologia allunga notevolmente la vita operativa ed è stata utilizzata con successo per anni in applicazioni altrettanto impegnative come le turbine eoliche.
Nel modulo di alimentazione XHP 2 di Infineon, i chip MOSFET CoolSiC garantiscono basse perdite di conversione, pur mantenendo un’elevata affidabilità. Sono la base per una maggiore efficienza energetica e sono già utilizzati in molte applicazioni come i sistemi fotovoltaici. Il package XHP 2 di Infineon è caratterizzato da una bassa induttanza parassita, un design simmetrico e scalabile e un’elevata capacità di corrente. Si tratta, quindi, di un package ideale per SiC.
Pertanto, oltre alle aree di applicazione consolidate del fotovoltaico e dell’infrastruttura di ricarica per i veicoli elettrici, i MOSFET al carburo di silicio ora forniscono anche una maggiore efficienza energetica nell’area dei veicoli ferroviari.
Infineon ospiterà l'”Industrial Wide-Bandgap Developer Forum” per ingegneri di progettazione e sviluppo in diretta streaming il 31 marzo 2022. Durante l’evento, Stefan Schönewolf di Siemens Mobility GmbH parlerà della tecnologia SiC nei veicoli ferroviari. Gli interessati possono iscriversi gratuitamente all’evento qui.
Maggiori informazioni sul contributo di Infineon all’efficienza energetica sono disponibili al seguente link.
