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POWER E-COMPRESSORS Come ottimizzare i progetti HVAC per i veicoli HEV/EV Osamah Ahmad Kevin Stauder (co-autore) Texas Instruments Una panoramica delle problematiche di progettazione correlate alle applicazioni elettroniche per HVAC e un’analisi del ruolo che hanno le prestazioni del controllo in tempo reale, la scalabilità e il costo nella risoluzione di tali problematiche ti supplementari e importanti per un sistema HVAC: un motore elettrico brushless in CC (BLDC) per far gira- re il compressore dell’aria condizionata in sostituzione del motore a combustione. Un riscaldatore a coefficiente di temperatura positivo (PTC) o, in alternativa, una pompa di calore per riscal- dare il liquido di raffreddamento anziché riscaldarlo con il motore a combustione. Nel caso delle pompe di calore, la gestione termica della batteria sposta il calore dalla batteria all’abitacolo. L’integrazione della pompa di ca- lore si traduce in definitiva in pesi minori, autonomia maggiore e costi inferiori (Fig. 1). Questo articolo presenta una panoramica delle sfide di progettazione correlate a queste applicazioni elettro- niche per gli HVAC e analizza come le prestazioni del controllo in tempo reale, la scalabilità e il costo possono contribuire ad affrontare tali sfide. Affidabilità delle prestazioni del controllo in tempo reale Elevata coppia di avviamento, alta efficienza, basso ru- more udibile e basse interferenze elettromagnetiche (EMI) sono le caratteristiche principali dei migliori si- stemi che utilizzano un compressore elettrico. Di seguito un riassunto degli elementi più importanti che definiscono le prestazioni dei sistemi HVAC e il mo- tivo pe cui è necessario prenderle in considerazione: -- Elevata coppia di avviamento: i sistemi con inerzia elevata, come i compressori elettrici, richiedono un’elevata coppia di avviamento per far girare il motore del compressore alla velocità più adatta e il più rapidamente possibile, con conseguente miglioramento della fruizione del sistema HVAC da parte dell’utente finale; -- Efficienza elevata: a parte il powertrain dell’HEV/ EV, un sistema a compressore elettrico è il maggior utilizzatore di energia sui veicoli di questo tipo, Con la continua crescita a livello mondiale dei veicoli elettrici ibridi (HEV) e dei veicoli elettrici (EV), ora più che mai gli sviluppatori che operano nel campo auto- motive sono impegnati a concepire idee innovative per rimanere all’avanguardia. Anche se la differenziazione dei gruppi propulsori (powertrain) per HEV/EV è tradi- zionalmente un ambito su cui si è focalizzata l’atten- zione, ora i protagonisti di questo mercato non possono permettersi di trascurare di differenziare la gestione termica o i sistemi di riscaldamento, ventilazione e cli- matizzazione (HVAC) per HEV/EV. I sistemi di gestione termica sono i secondi maggiori consumatori di energia sui veicoli HEV/EV (superati solo dai gruppi propulsori) e vanno a influire direttamente sull’autonomia del vei- colo. Per decenni è stato il motore a combustione interna (ICE) ad alimentare i veicoli e i relativi sistemi HVAC. Sugli HEV/EV, le dimensioni o addirittura l’assenza di un motore ICE richiedono di aggiungere due componen- ELETTRONICA OGGI 513 - OTTOBRE 2023 46