Table of Contents Table of Contents
Previous Page  65 / 86 Next Page
Information
Show Menu
Previous Page 65 / 86 Next Page
Page Background

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

2

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