El proyecto Scape, una iniciativa financiada por el Programa Horizonte Europa de la Unión Europea, busca revolucionar el ámbito del transporte eléctrico mediante el desarrollo de nuevos componentes electrónicos modulares y escalables para trenes motrices de futuros vehículos eléctricos. El esfuerzo reúne a nueve instituciones de investigación y empresas de cinco países europeos para abordar el desafío de crear vehículos más sostenibles y menos contaminantes, una de las prioridades de la investigación europea.
Con el foco en un diseño y arquitectura innovadores para estos trenes motrices, el proyecto Scape abarca desde motocicletas hasta camiones, utilizando un concepto de diseño modular y estandarizable de convertidores de potencia. «Proponemos una estructura de celda de conmutación totalmente novedosa, modular, escalable y compacta, implementada con tecnología de chip-embedding», explica Xavier Jordà, investigador principal del IMB-CNM en el proyecto. Esta innovación permite integrar los chips dentro de las placas de circuito impreso, en vez de soldarlos externamente, lo que optimiza el rendimiento y logra una mayor miniaturización.
El enfoque de Scape se centra en la creación de celdas que, al unirse como piezas de LEGO, faciliten la implementación de los circuitos electrónicos necesarios para traccionar todo tipo de vehículos. «Este concepto de componentes modulares estandarizados permitirá una fabricación a escala, generando componentes más económicos y reduciendo la variedad de procesos», añade Jordà.
Para lograr introducir los chips de potencia dentro de las placas, se han desarrollado nuevos procesos de interconexión en la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM-CSIC. Emma Solà, investigadora predoctoral en el proyecto, indica que «se ha desarrollado una técnica para el depósito de capas de cobre de varias micras sobre los electrodos superiores de los transistores MOSFET de carburo de silicio, evitando el uso de plomo». Este avance no solo mejora las prestaciones técnicas, sino que también reduce la toxicidad.
La miniaturización es otro desafío clave que aborda el proyecto, permitiendo manejar niveles elevados de tensión, corriente y potencia en espacios reducidos. Mariana Raya, investigadora predoctoral, destaca la importancia del diseño preciso de las celdas de conmutación y la metodología de simulación multifísica que han implementado para optimizar los prototipos.
En cuanto a la fiabilidad, Xavier Perpiñà, también parte del equipo de investigación, subraya la importancia de garantizar la durabilidad de los componentes para evitar residuos electrónicos. Las innovaciones desarrolladas posicionan al IMB-CNM y al CSIC como líderes en Europa en sistemas electrónicos de potencia de alta integración, relevantes tanto para la movilidad eléctrica como para la electrificación industrial, una estrategia crucial para avanzar hacia la descarbonización y un sector más ecológico.
Fuente: Agencia Sinc
