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VI
POWER 15 -
GENNAIO/FEBBRAIO 2018
Power
te. Per raggiungerli, i costruttori di automobili devono
migliorare i consumi in misura compresa tra il 24 e il
49% nell’arco dei prossimi 10 anni. Nel momento in cui
le norme tendono a diventano più severe, aumenta la
necessità di effettuare cicli di test in grado di rappresen-
tare nel modo più fedele possibile le condizioni reali di
guida. Nel momento in cui migliorano le metodologie
di test, diventa sempre più difficile per le Case automo-
bilistiche centrare gli obiettivi imposti dalle normative.
In considerazione delle regole che diventano via via più
severe e delle pesanti penalità per i veicoli non confor-
mi, i produttori sono stimolati a sviluppare nuove tec-
nologie finalizzate alla riduzione delle emissioni di CO
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e migliorare i consumi. Non può dunque sorprendere
la rapidità con la quale stanno adottando i sistemi “mild
hybrid” a 48V; grazie ad essi è possibile ridurre le emis-
sioni in misura compresa tra il 10 e il 15% nei modelli
più piccoli (riduzione che può arrivare al 20-25% nei
modelli più grandi) a fronte di un incremento di costo
relativamente contenuto.
Sistema a 48V: una vista dall’”interno”
Come visibile in figura 3, un sistema a 48V risulta com-
posto da alcuni elementi chiave: una batteria a 48V, uno
starter/generatore sempre a 48V e un convertitore DC/
DC da 12/48V.
Solitamente per l’accumulo di energia per questa bo-
ard net si utilizza una batteria a ioni di litio (Li-Ion). La
tecnologia a ioni di litio è quella più utilizzata a causa
del suo elevato rapporto tra energia immagazzinata e
peso (densità di energia) e delle sua capacità di ricevere
energia in tempi brevi, in modo da consentire la realiz-
zazione di sistemi di frenatura rigenerativa efficienti. Lo
starter/generatore a 48V sostituisce sia l’alternatore a
12V sia lo starter a 12V. Esso fa avviare il motore e quin-
di agisce come una dinamo, trasformando l’energia
rotazionale del motore a combustione in potenza elet-
trica. Durante i periodi di frenatura, l’energia cinetica
del veicolo fa girare la dinamo e produce una potenza
dell’ordine di 12-15W, rallentando nel contempo il vei-
colo. A seconda della modalità con la quale lo starter/
generatore è integrato nel sistema per la trasmissione
della potenza (powertrain), esso è anche in grado di for-
nire una “spinta” o una coppia supplementare in fase di
accelerazione. Il convertitore DC/DC bidirezionale da
12/48V è usato per collegare il sottosistema di potenza
a 12V con il nuovo sottosistema a 48V.
Il convertitore DC/DC da 12/48V fornisce una poten-
za fino a 3,5W prelevata dal sistema a 48V al sistema a
12V per alimentare l’elettronica a bordo del veicolo. In
alcune situazioni, il sottosistema a 12V deve alimentare
l’elettronica operante a 48V sempre attraverso il conver-
titore DC/DC da 12/48V; il trasferimento di potenza è
dunque di tipo bidirezionale. Oltre ai tre elementi fin
qui menzionati comuni del sottosistema a 48V, è possi-
bile aggiungere altri componenti come ad esempio un
compressore elettrico oppure il sistema di stabilizzazio-
ne del rollio di tipo elettromeccanico, oltre a vari mo-
tori per il supporto di sistemi come pompe dell’acqua e
ventole di raffreddamento.
Ridurre le emissioni di CO
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e i consumi
Come affermato in precedenza, uno dei principali van-
taggi che i costruttori di auto possono conseguire con
l’adozione di sistemi a
48V è la riduzione del-
le emissioni di CO
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e il
miglioramento dei con-
sumi di carburante. Un
ulteriore beneficio è le-
gato alla disponibilità di
uno starter/generatore
a 48V che contribuisce
a migliorare il funzio-
namento del sistema
start&stop rispetto a
un’implementazione
standard a 12V.
I costruttori di auto-
mobili possono anche
conseguire altri impor-
tanti vantaggi senza pe-
nalizzare la manovrabilità del veicolo: riduzione delle
dimensioni del motore e disponibilità di un superchar-
ger a 48V che fornisce un “surplus” di potenza per una
migliore accelerazione. Anche i veicoli turbo-compressi
con sistema a 12 V fanno uso di motori di dimensioni
ridotte per migliorare l’efficienza , ma il fenomeno del
Fig. 2
– Obbiettivi imposti dalla legislazione relativa ai consumi di carburante