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L’innovazione di Vicor nelle auto da corsa

Pubblicato il 20 ottobre 2021

Dynamis PRC, il team Formula Student del Politecnico di Milano che progetta e realizza ogni anno un prototipo di auto da corsa per gareggiare nel campionato internazionale Formula SAE, dopo un trascorso di 15 anni nella categoria motori a combustione, ha raggiunto la quarta posizione, e prima in Italia, nella classifica mondiale Formula Student Combustion.

Il team è ora però in procinto di passare dal motore a combustione a quello ad energia elettrica, che consentirà di apportare molti miglioramenti al progetto e alle prestazioni dell’auto.

Il principale miglioramento è stato la riduzione del peso, che è passato da oltre 20 kg per il motore originale a quattro motori elettrici da soli 3,5 kg cad., montati su ognuna delle ruote. Ogni motore è controllato in modo indipendente per ottimizzare le prestazioni sia di trazione che di frenata.

Uno dei nuovi componenti più importanti per il nuovo mezzo era l’accumulatore, un Sony VTC6 660 celle con lo scopo di fornire fino a circa 550V.

Per fornire l’alimentazione a bassa tensione a 12V richiesta dal veicolo, nell’impianto elettrico è stata inclusa anche una batteria LiFePO4. Tuttavia, questa è risultato avere un’autonomia molto bassa. Per risolvere questa sfida, Dynamis ha così deciso di utilizzare il circuito a 12V esistente, alimentato dalla batteria a bassa tensione, che aveva lo scopo di alimentare i PCB di bordo, i sensori e le apparecchiature di telemetria.
Dynamis avrebbe quindi ridotto la tensione dall’accumulatore ad alta tensione ed estratto i 12V, utilizzando due moduli convertitori DC-DC. Questo metodo sarebbe stato utilizzato per soddisfare la parte più impegnativa del carico a bassa tensione, fornendo 600 W – 50 A a 12 V allo scopo di alimentare le ventole di raffreddamento e la pompa dell’acqua di raffreddamento.

Tutto il sistema del convertitore DC-DC doveva essere affidabile, perché un guasto causerebbe l’arresto del sistema di raffreddamento, portando ad un aumento incontrollato delle temperature del motore e dell’inverter. Anche il peso e le dimensioni erano preoccupazioni basilari.

Dopo una lunga e attenta ricerca di prodotti DC-DC eventualmente adatti, Dynamis ha optato per il modulo DCM4623 di Vicor poiché soddisfa tutti i requisiti di sistema. Il modulo convertitore DC-DC Vicor può funzionare in modalità array, accogliendo un’alimentazione in ingresso dall’accumulatore che può variare, è stato verificato, da 550V fino a 330V quando le batterie si scaricavano durante una gara.

I moduli DCM erano molto ben documentati, e facili da usare, ma il team ha anche ritenuto prezioso l’aiuto offerto da Vicor.

“Importante quanto le specifiche del prodotto, l’aver trovato in Vicor un partner disposto a supportare il nostro progetto fornendoci i suoi moduli e assistendoci anche nel processo di progettazione”, ha commentato Marta Bragotto, Electronics and Powertrain Logistics Manager. “Ci hanno messo a disposizione i loro ingegneri, oltre ad eccellenti whitepaper e una completa documentazione tecnica.”

I piani per il futuro includono un doppio sistema a bassa tensione, con 48V per le apparecchiature di raffreddamento e 12V per tutta l’elettronica di bordo. Questo sistema utilizzerà moduli Vicor per convertire l’alta tensione dell’accumulatore fino ai 48V necessari, ed ulteriori moduli per convertire i 48V in 12V.

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