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VII
POWER 15 -
GENNAIO/FEBBRAIO 2018
MILD HYBRID
SYSTEMS
turbo-lag (ovvero il ritardo nella risposta che si verifi-
ca tra quando viene premuto l’acceleratore e quando
è disponibile l’incremento di potenza), intrinseco di
un sistema azionato meccanicamente, e la mancanza di
“spinta” in corrispondenza di un basso numero di giri
del motore non garantiscono una fruizione soddisfacen-
te per il conducente.
Motori più piccolo per una migliore manovrabilità
I costruttori di automobili possono anche conseguire
un altro significativo miglioramento senza influenzare
la manovrabilità del veicolo riducendo le dimensioni
del motore a combustione e aggiungendo un compres-
sore (supercharger) a 48V per fornire un supplemento
di potenza in fase di accelerazione. I veicoli sovralimen-
tati con sistema a 12V standard sfruttando anch’essi la
riduzione delle dimensioni del motore per migliorare
l’efficienza, ma il ritardo nella risposta del turbo (turbo-
lag) tipici di un sistema comandato meccanicamente e
la mancata disponibilità di un supplemento di poten-
za a bassi regimi (RPM) non soddisfano sicuramente le
aspettative dei guidatori.
L’utilizzo di un compressore a 48V garantisce un incre-
mento della potenza praticamente istantaneo indipen-
dentemente dal nume-
ro dei giri del motore,
eliminando qualsiasi
impatto negativo sul-
la manovrabilità del
veicolo. Inoltre esisto-
no indubbi vantaggi,
in termini di peso,
quando i sistemi a 12V
vengono convertiti in
sistemi a 48V. Tipica-
mente i cablaggi che
forniscono la potenza
possono garantire una
riduzione di un fattore
pari a 4 della corrente
richiesta a parità di po-
tenza fornita, e i moto-
ri che utilizzano un si-
stema a 48V sono caratterizzati da un peso decisamente
inferiore rispetto a quelli che adottano un tradizionale
sistema a 12V.
Un impatto negativo, anche se di lieve entità, è impu-
tabile al peso dei nuovi sistemi a 48V (laddove essi non
sostituiscano un sistema a 12V esistente): in ogni caso
questo svantaggio non diminuisce i notevoli vantaggi
derivati dall’adozione di sistemi a 48V.
Secondo i costruttori di automobili un sistema a 48V,
oltre a contribuire a ridurre le emissioni di CO
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e i con-
sumi di carburante, permetterà ai guidatori di apprez-
zare i miglioramenti in termini di manovrabilità. Audi
ha dimostrato che l’utilizzo di un compressore elettrico
a 48V ha permesso di incrementare l’accelerazione in
partenza. Il compressore elettrico può arrivare a 70.000
RPM in 250 ms provocando un incremento quasi istan-
taneo della coppia anche a bassi regimi. Con un starter/
generatore a 48V il motore si avvia in tempi più brevi
e con meno vibrazioni rispetto a uno starter a 12V. Un
sistema start-stop che utilizza i 48V evita la percezione
di fastidio che alcuni guidatori avvertono per tali siste-
mi, ritenuti colpevoli di non consentire al guidatore di
prendere le necessarie decisioni in pochi secondi, come
entrare nel traffico ad alta velocità.
Un controllore DC/DC bidirezionale per sistemi a 12V/48V
L’unico componente aggiuntivo richiesto per un siste-
ma di alimentazione a 12V/48V è un convertitore DC/
DC bidirezionale di potenza relativamente elevata, fino
a 3,5 kW (si faccia riferimento alla figura 4) che rappre-
senta in pratica un “ponte” tra i sistemi a 12 e a 48V. In
precedenza i convertitori DC/DC erano progettati per
funzionare in una sola direzione e la potenza era limi-
tata a poche centinaia di watt, il che rappresentava sicu-
ramente un problema.
Il nuovo controllore di
Intersil è stato proget-
tato per fornire una
conversione DC/DC
di tipo bidirezionale
tra sottosistemi ope-
ranti a tensioni di 12 e
48V, mentre la conce-
zione di tipo scalabile
permette di erogare
una potenza compresa
tra valori inferiori a 1
kW a valori superiori
a 3,5 kW. Il dispositivo
ISL78226 è un control-
lore PWM sincrono
bidirezionale a 6 fasi
per sistemi a 12V/48V
espressamente ideato per risolvere le problematiche le-
gate all’implementazione di un “ponte” bidirezionale a
elevata potenza tra sistemi operanti a 12 e a 48V.
Per supportare in modo adeguato questo nuovo requi-
sito i principali fornitori operanti nel settore automo-
bilistico hanno iniziato a realizzare sistemi basandosi
su dispositivi esistenti destinati al altre applicazioni. In
precedenza si era quindi fatto ricorso a un processore
DSP per implementare gli algoritmi legati alla gestione
della potenza digitale che potevano essere usati per pi-
Fig. 3
– Componenti chiave di un sottosistema di potenza (board net) a 48V