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TECNOLOGIA ELETTRONICA OGGI 528 - SETTEMBRE 2025 41 energia alla fonte primaria di potenza, come avvine per esempio nella frenata rigenerativa nei veicoli elettrici, già ampiamente dif- fuso. Uso dell’alta tensione DC Per applicazioni legati all’utilizzo di dispositivi mobili (non-tethe- red), portatili e palmari, le batterie elettrolitiche (che utilizzano una varietà di sostanze chimiche in evoluzione) sono spesso uti- lizzate come fonti di alimentazione DC sia ad alta tensione che a bassa tensione e sono ovviamente ideali. La maggior parte dei tipi di batterie, dalle celle al piombo agli ultimi tipi di ioni di sodio e grafene, così come i moderni supercondensatori, sono ricaricabili e quindi supportano anche casi di utilizzo di energia rigenerativa che permettono di risparmiare enormi quantità di energia, a livello globale. Le tensioni nominali comuni nei pacchi batteria dei veicoli elettrici sono 400 V DC e 800 V DC. A causa dell’escalation nei valori di densità di energia, è probabile che i pacchi batteria da 800 V domineranno le applicazioni future. I veicoli ibridi leggeri generalmente utilizzano batterie da 48 V DC, con alcuni produt- tori che scelgono di utilizzare pacchi multicellulari da 12 V DC. La gamma dei veicoli elettrici è piuttosto ampia ed include non solo camion e automobili ma anche veicoli industriali e agricoli (inclusi veicoli da cantiere edile come escavatori e trattori) nonché tutti i tipi di piattaforme di veicoli utilizzati per finalità ricreative e di tra- sporto speciale (moto d’acqua, veicoli fuoristrada 4x4, motoslitte, motocicli ecc.). Trascurando il problema legato all’autonomia e il tempo necessario per il rifornimento o la ricarica del veicolo, le ver- sioni elettriche di questi tipi di veicoli tendono ad avere prestazioni superiori per l’utente finale (come accelerazione, coppia e qualità di guida) rispetto alle alternative con motore a combustione interna. Cambiamenti nella distribuzione di potenza È risaputo che, a parità di potenza, tensioni di distribuzione più elevate richiedono una corrente inferiore. Le perdite di potenza di distribuzione (in genere utilizzando busbar o cavi in rame o allu- minio) sono una funzione del quadrato della corrente (P = I2R). A volte queste perdite ohmiche possono essere significative (decine o centinaia di watt) ma possono essere ridotte al minimo utilizzan- do tensioni di distribuzione più elevate. Inoltre, Busbar e cavi sono dimensionati in base alla capacità di corrente o all’ampacità. Un aumento di 4 volte della tensione e una diminuzione di 4 volte del- la corrente hanno un impatto sostanziale sul dimensionamento, sul peso e sul costo. Ad esempio, per condurre 200 A, una busbar in rame necessita di un’area della sezione trasversale di circa 0,0625 pollici quadrati, mentre per condurre 800 A, una busbar collettri- ce in rame necessita di un quadrato di sezione trasversale di cir- ca 0,3125 pollici quadrati, una differenza di un fattore di cinque. Esplorazione delle capacità della conversione Riassumendo, le busbar e i cavi per tensioni a 48 V DC sono più sottili, più leggeri e quindi più economici di quelli associati alle reti di alimentazione 12 V DC. Il rame è un materiale relativamente co- stoso, quindi l’impatto sui costi può essere significativo rapportato al costo complessivo del sistema. I nuovi moduli di potenza a 48 V stanno rendendo disponibili nuo- vi livelli di efficienza e prestazioni grazie alle loro innovative ca- ratteristiche tecniche. Una nuova famiglia di moduli di convertitori di potenza a rapporto fisso, isolati (4,242 V), bidirezionali e con Figura 1. I PDN da 48V offrono una notevole riduzione del peso e dei costi del cablaggio rispetto ai PDN da 12 V Figura 2. La robusta costruzione modulare sovrastampata e galvanizzata del convertitore di bus BCM6135 K = 1/16, DC-DC è complanare e progettata per essere termicamente efficiente