EO Power 34

EO POWER/AUTOMOTIVE - MAGGIO 2024 XXIX BEV efficiente a 12 V nei point-of-load. Ciò consente all’OEM la flessibilità di passare gradualmente i dispositivi di ca- rico da 12 V a 48 V nel tempo. E di ottenere inoltre rapi- damente i vantaggi dell’utilizzo di 48 V con interruzioni minime dell’architettura del sistema. L’architettura zonale a 48 V riduce la dispersione di calore e perdite di corrente Questo nuovo sistema di architettura zonale a 48 V sfrut- ta la legge di Ohm ed è un cambiamento di paradigma per il settore, in cui la conversione DC-DC avviene più vicino ai point-of-load, anziché all’interno del sistema di distri- buzione centralizzato o centralizzata. In questo approc- cio, la conversione da HV a 48 V consente di trasportare in sicurezza 48 V in tutto il veicolo. La conversione da 48 V a 12 V avviene nei point-of-load. Portando corrente a 48 V anziché a 12 V, i conduttori possono essere più sottili, più leggeri e significativamente più economici (Fig. 2). Il conduttore più piccolo e flessibile è anche più facile da in- stradare all’interno del veicolo. Inoltre, questo approccio distribuisce uniformemente le perdite di calore associate ai convertitori DC-DC in tutto il veicolo, consentendo il potenziale utilizzo della conduzione del calore montata sul telaio e del raffreddamento ad aria convettiva. Quantificazione della riduzione di peso L’architettura zonale a 48 V supporta meglio la crescente domanda di potenza nei BEV, riducendo contemporanea- mente il peso del veicolo, in tre modi: 1. Cablaggio: ~85% di riduzione del peso L’aggiornamento all’architettura zonale a 48 V signi- fica che i tradizionali fili da 12 V, calibro 4 a 273 g/m, saranno sostituiti con fili da 48 V, calibro 10 a 27 g/m. Ciò riduce il peso del filo di circa l’85%. 2. Eliminazione della batteria ausiliaria: ~100% di ri- duzione del peso Un’architettura zonale con moduli di potenza con- sente un’accelerazione della risposta ai transienti del convertitore DC-DC, creando una batteria vir- tuale (Fig. 3). Pertanto, i moduli di potenza zonali da 12V/48V replicano le caratteristiche delle batterie a bassa tensione da 12V/48V, eliminando completa- mente la batteria fisica da 12 V, risparmiando così il 100% del peso. 3. Ottimizzazione del sistema di potenza: ~33% di ri- duzione del peso Sostituendo il sistema zonale al sistema centraliz- zato si sposta la conversione di potenza da 48 V a 12 V dal sistema di distribuzione centralizzato ai point- of-load (Fig. 4). L’ingombro del rivisitato sistema di potenza che utilizza moduli di potenza ad alta den- sità per fornire un’uscita a 48 V sarà fino a un 33% più piccolo. Pertanto, il peso dell’alloggiamento può essere ridotto di un terzo (33%). Nel tradizionale sistema centralizzato da 12 V, i componenti discreti creano una temperatura eleva- ta all’interno del loro sistema di distribuzione cen- tralizzato di alloggiamento. Il box del sistema di po- tenza che utilizza moduli di potenza ad alta densità crea meno calore e il point-of-load dei moduli può essere raffreddato ad aria in modo efficiente sul te- laio. Questi miglioramenti consentono una riduzio- ne di volume del sistema di raffreddamento a liquido fino al 7%. Trasformazione del peso in opportunità Gli OEM maturano una serie di vantaggi utilizzando un’architettura zonale. Per illustrarli, si consideri l’im- Fig. 3 – I moduli di potenza forniscono una risposta ai transienti più rapida rispetto alle batterie al piombo acido da 12 V, creando una batteria virtuale in grado di sostituire la precedente pesante batteria da 12 V Fig. 4 – L’alloggiamento centralizzato può essere ridotto quando si utilizzano moduli di potenza e un’architettura zonale perché il calore può essere dissipato in modo più efficiente agli endpoint in cui 48 V viene convertito in carichi da 12 V