Indutores de potência em aplicações automotivas. ADAS, Indutores de Potência de EVs na Eletrificação de Carros

O automóvel vem passando por uma transformação substancial nos últimos anos. Com o advento dos Sistemas Avançados de Assistência ao Condutor (ADAS)*1, a mudança para veículos eléctricos e a crescente sofisticação do infotainment, os automóveis evoluíram ao ponto de poderem ser considerados dispositivos electrónicos avançados. Os componentes eletrônicos estão desempenhando papéis vitais nesta transformação. Este artigo analisa de perto um componente eletrônico que sustenta a evolução dos automóveis: o indutor de potência para aplicações automotivas.

Num contexto de crescente atenção mundial à neutralidade carbónica, os principais fabricantes de automóveis têm anunciado as suas incursões no mercado dos veículos eléctricos (VE), uma após a outra. Os xEVs, que se referem a veículos movidos parcial ou totalmente por baterias e motores, estão liderando a tendência. A indústria automóvel também está a viver uma enorme onda de inovação tecnológica, como se pode ver no desenvolvimento acelerado dos ADAS, que auxiliam na condução através de câmaras e sensores para detetar informações circundantes, bem como em tecnologias de condução autónoma.

Com a mudança para veículos eléctricos e electrónica, o número de unidades de controlo electrónico (ECU)*2 a bordo – computadores que controlam motores, travões e sensores – está a aumentar. Na verdade, mais de cem ECUs podem ser encontradas nos carros mais recentes.

ECUs automotivas por categoria

Todas as ECUs contêm conversores DC-DC que ajustam a tensão da bateria para níveis ideais. O indutor de potência é um componente crítico que determina o desempenho desses conversores. Os indutores passam livremente a corrente contínua (CC) enquanto se comportam como uma resistência contra a corrente alternada (CA). Quando acoplados a CIs que realizam comutação de alta velocidade, eles permitem que conversores DC-DC convertam tensões nos níveis necessários.

Os indutores de potência são amplamente classificados em tipos de fio enrolado, multicamadas e de filme fino, dependendo de sua construção. O tipo fio enrolado é caracterizado por sua capacidade de transportar grandes correntes; uma variedade de produtos combinados com núcleos de ferrite ou metal magnético macio estão disponíveis. Os tipos multicamadas e de filme fino podem ser menores e mais finos; nos últimos anos, vimos sua capacidade de lidar com correntes maiores. Como as ECUs exigem conversores CC-CC ideais para os dispositivos que controlam, é necessária uma ampla gama de produtos indutores de potência com características distintas.

Previsão de demanda para indutores de potência automotiva

Com o número crescente de ECUs instaladas em carros, aumenta a demanda por componentes eletrônicos como indutores, capacitores e produtos EMC. Espera-se que a demanda global por indutores automotivos continue a se expandir, aproximadamente dobrando a demanda de 2020 até 2030.(Com base na pesquisa da TDK)

À medida que os xEVs e a condução autônoma evoluem, também evoluem os requisitos de desempenho para componentes eletrônicos automotivos. Uma vez que a segurança dos ocupantes e do ambiente envolvente está intimamente ligada às funções automóveis, como a condução autónoma e os sistemas de segurança contra colisões, os componentes eletrónicos são obrigados a ser mais fiáveis ​​e de maior desempenho do que nunca. E como os conversores CC-CC estão tendendo à comutação de frequências mais altas para reduzir tamanho e peso, os indutores de potência também devem ser capazes de lidar com frequências mais altas.

A TDK oferece uma extensa linha de indutores de potência projetados para aplicações automotivas para suportar ECUs com diferentes requisitos de indutância e corrente com base em suas funções, como ADAS, sensores e processamento de imagem. Eles oferecem confiabilidade robusta, reduzindo o risco de falhas a níveis extremos, atendendo às necessidades sofisticadas das tecnologias de condução autônoma. Eles também são resistentes ao ruído, um benefício que complementa as frequências operacionais cada vez mais altas dos elementos de comutação.

Portfólio de indutores de potência automotiva

Hitoshi Okubo, do Grupo de Negócios Magnéticos da TDK Corporation, discutiu os pontos fortes dos indutores de potência automotiva da TDK. “Os carros tornaram-se mais inteligentes nos últimos anos, com capacidades de segurança melhoradas, como ADAS e condução autónoma, funcionalidades de infoentretenimento mais ricas e telemática. Dado que se espera que o número de equipamentos eletrónicos nos automóveis continue a crescer, esperamos uma expansão significativa do campo de atuação dos nossos produtos. Ao mesmo tempo, porém, as avarias nos equipamentos electrónicos têm agora implicações substancialmente adversas na segurança automóvel, pelo que a procura por uma qualidade de “defeito zero” é mais forte do que nunca. A TDK oferece produtos indutores compactos, ricos em recursos e altamente confiáveis, aproveitando vários métodos de construção, incluindo fio enrolado, multicamadas e filme fino. Em particular, os indutores de potência de película fina projetados para aplicações automotivas - que combinam as tecnologias de película fina proprietárias da TDK e de materiais magnéticos cultivados há muito tempo para produzir características não disponíveis em produtos convencionais - oferecem propriedades superiores e alta confiabilidade, apesar de seu tamanho compacto. Continuaremos a responder às necessidades do mercado, fornecendo uma ampla gama de produtos que atendem às aplicações dos clientes.”