Soluciones en la práctica Electrónica de potencia fiable para la movilidad eléctrica
Cómo detectar a tiempo los riesgos de fallo en componentes de alta tensión y mejorar la fiabilidad y la eficiencia de costes en la producción de vehículos eléctricos.
MOVILIDAD ELÉCTRICA Equilibrar fiabilidad y eficiencia de costes
Los vehículos eléctricos plantean elevados requisitos de fiabilidad para sus sistemas electrónicos. Al mismo tiempo, los fabricantes se enfrentan a una creciente presión sobre los costes. Por ello, el objetivo no consiste en añadir el mayor número posible de medidas de protección al proceso de producción, sino en identificar los riesgos técnicos de forma temprana y reducirlos específicamente allí donde realmente son relevantes.
ZESTRON ayuda a OEMs y fabricantes de electrónica a evaluar los riesgos de fiabilidad en la electrónica de alta tensión y de potencia, identificar los factores críticos y definir medidas adecuadas para el desarrollo, la validación y la producción en serie.
EFICIENCIA Y FIABILIDAD Controlar los riesgos de producción de forma específica
La fiabilidad de los vehículos eléctricos es fundamental para la satisfacción del cliente, la seguridad del producto y el éxito a largo plazo en el mercado. Los componentes y sistemas electrónicos deben funcionar de forma fiable durante toda su vida útil prevista, incluso bajo condiciones ambientales exigentes.
Al mismo tiempo, los procesos de fabricación deben seguir siendo rentables. Requisitos adicionales de limpieza, sistemas de monitorización exhaustivos o conceptos de sala limpia pueden incrementar considerablemente los costes de producción. Por ello es necesaria una evaluación técnica sólida que permita distinguir entre factores realmente críticos y márgenes de seguridad innecesariamente elevados.
ZESTRON no analiza únicamente modos de fallo individuales, sino también la interacción entre los componentes, las superficies, la contaminación, la humedad, el diseño del aislamiento y el proceso de fabricación. De este modo, las medidas pueden adaptarse al riesgo técnico real.
Reto Detectar a tiempo los riesgos en la electrónica de alta tensión
Los OBC, los convertidores DC/DC y otros componentes de alta tensión de los vehículos eléctricos deben mantener su fiabilidad frente a la humedad, los cambios de temperatura y las cargas eléctricas prolongadas. Las partículas, la contaminación iónica o la entrada de humedad pueden afectar al aislamiento eléctrico y favorecer mecanismos de fallo como corrientes de fuga, migración electroquímica (ECM), formación de dendritas o cortocircuitos.
La coordinación del aislamiento desempeña un papel fundamental. Normas como IEC 60664-1 proporcionan una base para determinar las distancias de aislamiento, las líneas de fuga y el aislamiento sólido. Sin embargo, la robustez real de un sistema también depende de factores como las propiedades de los materiales, el grado de contaminación, la humedad, el estado de las superficies y las cargas eléctricas presentes en la aplicación.
Un aspecto especialmente crítico es que las debilidades relacionadas con la humedad o el envejecimiento no siempre son visibles durante la producción. Pueden manifestarse únicamente durante las pruebas de validación o posteriormente en condiciones de funcionamiento reales. Una evaluación temprana de los riesgos permite identificar posibles puntos débiles antes de la liberación de la producción en serie y reducir el riesgo de fallos costosos o campañas de retirada.
ENSAYOS ACELERADOS DE ALTA TENSIÓN Evaluar los riesgos antes de la validación
Para investigar posibles riesgos de fallo antes de realizar pruebas de validación exhaustivas, ZESTRON utiliza ensayos acelerados de alta tensión. Estos ensayos permiten evaluar puntos débiles críticos bajo condiciones eléctricas y climáticas definidas.
Los resultados proporcionan una base sólida para evaluar la coordinación del aislamiento y analizar factores relevantes como la humedad, la contaminación, las distancias, las propiedades de los materiales y el estado de las superficies. De este modo, los riesgos pueden identificarse antes y las medidas adecuadas pueden incorporarse ya durante el desarrollo y el diseño del proceso.
Este enfoque también permite revisar de forma crítica las medidas de producción existentes. Las salas limpias, los controles adicionales o unos requisitos de limpieza especialmente estrictos no son automáticamente necesarios para todas las aplicaciones. Una evaluación técnica de los riesgos permite determinar qué medidas contribuyen realmente a la fiabilidad y en qué casos los procesos de limpieza específicos u otras adaptaciones concretas pueden ofrecer una solución más rentable.
De esta forma es posible cumplir elevados requisitos de fiabilidad sin sobredimensionar innecesariamente el proceso de producción.
ELECTRÓNICA DE ALTA TENSIÓN Electrónica de potencia fiable para la movilidad eléctrica
La experiencia de ZESTRON en coordinación del aislamiento y ensayos acelerados de alta tensión permite identificar posibles fuentes de fallo en una fase temprana y evaluar qué medidas son realmente necesarias para garantizar la fiabilidad de los componentes de alta tensión.
Tanto si los problemas aparecen durante el proceso de validación PPAP como posteriormente en campo, ZESTRON ayuda a analizar técnicamente las causas y a definir medidas específicas. Además, los posibles riesgos pueden tenerse en cuenta ya durante la fase de diseño para evitar fallos antes del inicio de la producción en serie.
De este modo, es posible mejorar la fiabilidad de la electrónica de potencia sin incrementar innecesariamente la complejidad ni los costes del proceso de producción.