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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

2

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

2

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

2

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