EO Power 34

EO POWER/AUTOMOTIVE - MAGGIO 2024 XXVII BEV I moduli di potenza ad alta densità consentono l’utilizzo di sistemi a 48 V, riducendo sia il peso sia la perdita di potenza I BEV (Battery-electric vehicle) hanno un serio problema di peso. Molti sono fino al 33% più pesanti dei loro omolo- ghi con motore a combustione interna (ICE). Il presidente del National Transportation Safety Board ha osservato: “Una Ford F 150 Lightning pesa tra le 2.000 e le 3.000 lib- bre in più rispetto alla sua versione non elettrica”. Inol- tre, il National Bureau of Economic Research ha sco- perto che l’aggiunta di 1.000 libbre di peso a un veicolo aumenta il rischio di incidenti mortali di circa il 47%. Di conseguenza, gli OEM automobilistici devono affron- Il problema di peso dei BEV non può essere risolto con gli approcci tradizionali Noa Margolin R&D Engineer Vicor tare gravi vincoli nel tentativo di progettare BEV con maggiore autonomia, sicurezza e contenuto elettronico. È una delle sfide R&D più formidabili che il settore abbia mai affrontato. Nonostante la complessità della sfida, queste preoccupa- zioni per OEM, consumatori e legislatori possono essere mitigate se la tradizionale e sovraccarica power delivery network (PDN) nei veicoli elettrici viene sostituita da un’architettura zonale a 48 V in cui un bus a 48 V sostitu- isce il sistema precedente a 12 V. L’implementazione di un’architettura zonale supportata da moduli di potenza ad alta densità ridurrà il peso in tre modi. Questa nuova architettura consentirà il passaggio da cablaggi spessi a un cablaggio molto più sottile, ridu- cendo il peso del cablaggio stesso fino all’85%. Inoltre, le batterie ausiliarie a bassa tensione possono essere ri- mosse e virtualizzate con moduli di potenza, eliminando completamente il peso della batteria. Infine, l’aggiorna- mento del PDN tramite moduli di potenza ottimizza il sistema di gestione termica, riducendone il peso del 33%. Quindi, il passaggio a un’architettura zonale, alternativa all’architettura centralizzata tradizionale, riduce signi- ficativamente il peso e migliora l’efficienza complessiva del sistema di potenza. Passaggio ai 48 V: un miglioramento evidente e atteso da tempo per i BEV Nuovi componenti elettronici come quelli per la sicurez- za, protezione e autonomia sono stati aggiunti ai nuovi veicoli in ogni ciclo di progettazione. Ogni caratteristica aggiuntiva aumenta tuttavia l’assorbimento di potenza e, con una batteria fissa e standardizzata, ciò si tradu- ce in un aumento esponenziale della corrente in gioco. Evidenziata dalla tendenza della corrente (Fig. 1), l’archi- tettura centralizzata PDN è insostenibile. L’unico modo