In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Quando si parla di auto elettriche l’attenzione finisce quasi sempre sulla batteria, sull’autonomia o sulla chimica delle celle. Eppure una parte decisiva della partita si gioca altrove, nell’elettronica di potenza, ed è qui che entrano in scena i nuovi chip da 1.200 Volt in carburo di silicio. Sono questi componenti, nascosti sotto la carrozzeria e dentro le colonnine, a stabilire quanta energia arriva davvero alle ruote e quanta invece si disperde lungo il percorso.
L’ultima novità arriva dall’India. L&T Semiconductor Technologies, società interamente controllata dal gruppo Larsen & Toubro, ha presentato una nuova piattaforma di MOSFET SiC da 1.200 Volt. In parole semplici si tratta di interruttori elettronici ad altissime prestazioni, in grado di aprire e chiudere il flusso di grandi quantità di energia migliaia di volte al secondo. Il pacchetto sviluppato internamente non comprende solo i MOSFET ma anche moduli di potenza, diodi e raddrizzatori a ponte.
Dove possono servire e perché il carburo di silicio conta
Il campo di applicazione è ampio. I nuovi semiconduttori sono pensati per i caricabatterie rapidi in corrente continua, per gli inverter che trasformano l’energia accumulata nella batteria in movimento per il motore, ma anche per microreti e trasformatori allo stato solido. Serve comunque realismo prima di immaginarli a bordo della prossima vettura a batteria. La tecnologia è stata appena svelata e al momento non risulta legata a nessun modello o sistema specifico. L’azienda non ha indicato né una data di debutto sul mercato né i nomi di eventuali partner che li abbiano già adottati.
Il SiC sostituisce il silicio tradizionale nei punti più sollecitati dell’elettronica di bordo, cioè dove tensioni e potenze crescono parecchio. Rispetto ai classici IGBT al silicio, i MOSFET in carburo di silicio commutano più rapidamente e dissipano meno energia sotto forma di calore. Ogni grado in meno equivale a energia che non va sprecata e su un’auto elettrica questo significa una maggiore efficienza complessiva.
C’è poi un effetto a catena. Componenti che scaldano meno permettono di ridimensionare anche l’impianto di raffreddamento, con sistemi più compatti e leggeri capaci di mantenere buone prestazioni pure sotto sforzo prolungato. Non a caso persino l’involucro che ospita il chip, il cosiddetto package, riceve grande attenzione, con formati più robusti per le applicazioni più potenti e soluzioni ridotte quando ogni centimetro diventa prezioso. Si tratta della classica tecnologia che il guidatore non vede mai ma che lavora dietro le quinte, riducendo sprechi, calore e ingombri.
1.200 Volt non significa automaticamente ricarica più veloce
Il dato dei 1.200 Volt rischia però di generare qualche equivoco. Il pensiero corre subito alle vetture con architettura a 800 Volt e ai rifornimenti lampo da pochi minuti. Un legame esiste, ma è meno diretto di quanto possa sembrare. Un componente in grado di reggere 1.200 Volt è ideale per operare negli stadi di potenza di un impianto a 800 Volt, perché garantisce un margine di sicurezza rispetto alla tensione nominale. Una colonnina però non diventa più rapida soltanto perché monta questi chip.
La velocità di ricarica dipende infatti da una lunga serie di fattori come la potenza effettivamente disponibile, l’architettura elettrica dell’auto, il sistema di gestione della batteria, la temperatura delle celle e il livello di carica di partenza. Va considerato anche che dentro un caricatore rapido l’energia attraversa diversi stadi prima di raggiungere gli accumulatori e non tutti impiegano gli stessi componenti. Accanto agli elementi da 1.200 Volt possono convivere parti da 650 o 750 Volt, a seconda del punto del circuito.
Le auto elettriche chiedono sempre più potenza, sia per spingere sia per tornare al 100% nel tempo di un caffè, e gestire flussi di energia così imponenti senza disperderne una parte in calore rappresenta la sfida dei prossimi anni. L&T non è l’unica a muoversi in questa direzione. Volkswagen ha stretto un’alleanza in Cina proprio sul fronte dei moduli SiC, mentre Geely ha presentato il suo sistema Smart Charging con hardware che arriva fino a 2,2 megawatt.
Fonte: TecnoAndroid
