EO_473

AUTOMOTIVE 46 - ELETTRONICA OGGI 473 - OTTOBRE 2018 e il secondario varierà in funzione della particolare ap- plicazione considerata e ha in impatto significativo sulle prestazioni del caricabatteria. Poiché il nucleo è sostituito con l’aria, il trasferimen- to di flusso risulta ridotto. Mentre in un trasformatore basato su un nucleo il coefficiente di accoppiamento (k) si approssima all’unità, in un’applicazione wireless il valore di k è pari all’incirca a 0,25. Il valore effettivo sarà inversamente proporzionale alla distanza tra i due avvolgimenti e risulterà ancora inferiore in presenza di disallineamenti tra primario e secondario. È possibile migliorare questa situazione introducendo con l’introduzione di una risonanza magnetica sia sul primario sia sul secondario (Fig. 2). Utilizzando due cir- cuiti sintonizzati, la potenza è trasferita a una frequenza specifica e l’efficienza del trasferimento di potenza può essere quasi raddoppiata rispetto a quella che si ottiene con un approccio di tipo non risonante. Un ulteriore vantaggio di questo approccio è il miglio- ramento delle prestazioni per quel che concerne le interferenze elettromagnetiche (EMI), un elemento si- curamente critico per la diffusione su larga scala della ricarica in modalità wireless. Esso permette inoltre di utilizzare tecniche quali ZVS (Zero Voltage Switching) o ZCS (Zero Current Switching) che contribuiscono en- trambe in modo significativo a garantire un trasferimen- to di potenza estremamente efficiente. TecnologiaWEVC: la situazione attuale Mentre l’alimentazione tramite spina rimarrà, perlome- no in un futuro prossimo, il miglior metodo per ricari- care batterie molto scariche, l’obiettivo della tecnologia WEVC è ricaricare le batterie mentre il veicolo è in mo- vimento. La possibilità di ricaricare i veicoli mentre si guida permette di aumentare la loro autonomia, mentre l’uso di batterie di dimensioni inferiori permette ugual- mente di coprire distanze più lunghe grazie alla riduzio- ne del peso delle batterie e quindi del veicolo nel suo complesso. Negli ultimi anni numerose aziende e istituzioni accade- miche sono state coinvolte nello sviluppo di sistemi pro- totipali in grado di supportare la tecnologia WEVC. Al- cuni di questi sistemi sono stati progettati per la ricarica in modalità statica, come ad esempio quello sviluppato presso il Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology (IISB) che prevede il posiziona- mento delle bobine in prossimità della parte anteriore del veicolo in modo da ridurre in modo significativo le dimensioni delle bobine stesse. Un’altra applicazione di sistema di ricarica statica è sta- ta presentata nel 2017 dalla Regional Transit Authority del Central Maryland. In questo caso è stata installa- ta una stazione di ricarica statica lungo il percorso in modo che gli autobus potessero essere ricaricati duran- te la sosta per la salita e la discesa dei passeggeri. In questo modo ora gli autobus elettrici sono in grado di completare qualsiasi tragitto previsto nella rete di tra- sporto. L’obiettivo finale, ovviamente, è poter ricaricare i veico- li mentre viaggiano a velocità autostradali e numerose aziende hanno fatto registrare incoraggianti progressi in questo campo. Il sistema DEVC (Dynamic Electric Vehicle Charging) di Qualcomm è stato in grado di for- nire una potenza massima di 20 kW a un veicolo che viaggiava a una velocità di 60 mph (circa 95 km/h). La giapponese Honda ha invece presentato un documen- to relativo alla ricarica dinamica ad alta potenza in cui sono stati descritti i test eseguiti su un sistema con una potenza di ricarica di 180 kW (600 V a 300 A) in grado di effettuare la ricarica mentre un veicolo viaggia alla velocità di 96 mph (circa 155 km/h). Mentre i singoli approcci messi a punto dalle varie aziende fanno registrare notevoli progressi, l’interope- rabilità tra i diversi approcci è un elemento di fonda- mentale importanza. Per questo motivo SAE (Society of Automobile Engineers) ha di recente pubblicato lo stan- dard SAE J2954, il primo insieme di specifiche a livello mondiale per il trasferimento di potenza in modalità wi- reless fino a 11 kW. La ricarica wireless è la chiave di volta che permette da un lato di superare le più comuni obiezioni che vengono rivolte alle auto elettriche, come ad esempio l’ansia da rifornimento, e dall’altro contribuisce in modo significa- tivo all’adozione della propulsione elettrica su base glo- bale. I primi esperimenti condotti con successo, come ad esempio quello dei bus elettrici in Maryland, hanno un impatto sicuramente positivo anche se gli schemi di ricarica dinamica come quelli presentati tra gli altri da Qualcomm e Honda permetteranno di conseguire l’obiettivo finale dei veicoli elettrici: autonomia prati- camente illimitata e maggior convenienza rispetto alle auto alimentate con i combustibili tradizionali. ON SEMICONDUCTOR: UN ’ OFFERTA COMPLETA Il nucleo centrale di questa vera e propria rivoluzione sono i dispositivi a semiconduttore in grado di assicurare i livelli di efficienza e affidabilità richieste per poter implementare queste soluzioni teoriche in prodotti di successo destinati a mercati di massa. ON Semiconductor è un’azienda particolarmente attiva in questo settore e può van- tare un knowhow significativo nel campo della gestione e della conversione di potenza ad alta efficienza. L’ampio portafoglio prodotti della società comprende dispositivi discreti per la commutazione come IGBT e MOSFET ad alta efficienza, circuiti di pilotaggio (driver) per MOSFET, sistemi per la gestione della tensione e della corrente, regolatori e controllori AC-DC, moduli di potenza“intelligenti”e prodotti per la gestione delle batterie.