Nell’auto arriva l’impianto a 48 volt

AUTOMOTIVE –

Un accordo tra i costruttori automobilistici tedeschi prevede l’aggiunta di un secondo impianto elettrico a 48 volt, la possibilità di attivazione parziale delle reti Can e l’adozione di un nuovo connettore standard per la ricarica elettrica.

In occasione del quindicesimo “Automobil Elektronik Kongress”, tenutosi recentemente a Ludwigsburg in Germania, i costruttori tedeschi Audi, Bmw, Daimler, Porsche e Volkswagen hanno tenuto una presentazione congiunta per annunciare un accordo che prevede l'adozione di elementi architetturali comuni nelle future autovetture. Le innovazioni previste comprendono l'aggiunta di un secondo impianto elettrico a 48 volt, la possibilità di attivazione parziale delle reti Can e l'adozione di un nuovo connettore per la ricarica elettrica, che viene proposto come “standard di fatto” a livello mondiale. L'annuncio dei cinque big merita certamente grande attenzione, non solo perché queste aziende rappresentano una fetta molto significativa del mercato automobilistico ma anche perché presumibilmente altri costruttori decideranno di seguire la stessa strada. Vediamo quindi in maggior dettaglio le novità annunciate.

L'impianto a 48 volt
Le future vetture tedesche saranno dunque dotate di un secondo impianto elettrico a 48 volt, con relativa batteria, che affiancherà il tradizionale impianto a 12 volt. Scopo principale dell'aumento di tensione è la riduzione delle correnti assorbite dai carichi elettrici di bordo. Negli ultimi anni, infatti, è aumentato l'impiego di sistemi che consumano potenze elevate e che quindi - se alimentati con una tensione molto bassa - assorbono correnti decisamente alte. A parità di potenza fornita, avere forti correnti che circolano nell'impianto di bordo comporta complicazioni tecniche e aumenti dei costi: basti pensare, ad esempio, alla necessità di usare cavi di sezione maggiore. Secondo i costruttori tedeschi, l'impianto a 48 volt fornirà vantaggi nell'alimentazione di dispositivi quali climatizzatori e riscaldatori ausiliari dell'abitacolo; la diminuzione delle correnti, inoltre, consentirà di ridurre le dimensioni degli attuatori elettrici più potenti. Vantaggi sono previsti anche per i futuri veicoli ibridi ed elettrici, per quanto riguarda il recupero dell'energia. I due impianti, a 12 e a 48 volt, saranno collegati tra loro per mezzo di un convertitore DC-DC; l'alternatore sarà inserito nella rete a 48 volt. I cinque big dell'industria automobilistica tedesca hanno invitato tutti i fornitori di componenti e sottosistemi elettrici/elettronici a prepararsi in tempo, mettendo a punto prodotti alimentati a 48 volt.
Secondo articoli di stampa, l'installazione dell'impianto a 48 volt riguarderà in primo luogo le vetture con motore a combustione interna (non le vetture elettriche). I primi modelli tedeschi dotati di questa innovazione dovrebbero giungere sul mercato entro tre anni; l'elenco dei carichi alimentati con la nuova tensione potrà comprendere - oltre al climatizzatore e ai riscaldatori ausiliari dell'abitacolo - anche la ventola di raffreddamento del motore e il servosterzo.
L'idea di aumentare la tensione dell'impianto elettrico di bordo non è affatto nuova, ma nel corso degli anni lo scopo è cambiato: in passato l'enfasi era posta sull'aumento delle prestazioni e sui requisiti posti da sistemi steer-by-wire e brake-by-wire, mentre oggi gli obiettivi sono la riduzione dei costi, dei consumi e delle emissioni di anidride carbonica. L'impianto a 48 volt, infatti, dovrebbe anche facilitare il “coasting”, cioè lo spegnimento del motore in fase di decelerazione (un passo ulteriore rispetto ai sistemi start-stop). Per quanto riguarda le batterie a 48 volt, oggi la tecnologia in pole position è ovviamente quella degli ioni di litio, con relativo sistema di gestione elettronica.

Attivazione parziale delle reti Can
La seconda innovazione annunciata congiuntamente dai cinque grandi costruttori tedeschi riguarda la possibilità - in determinate condizioni - di attivare solo una parte della rete Can presente a bordo del veicolo. Lo scopo dell'attivazione parziale è il risparmio energetico: alcuni costruttori stimano che lasciando spenti i nodi inutilizzati sia possibile ridurre di circa dieci ampere l'assorbimento di corrente, alleggerendo così l'alternatore e diminuendo il consumo di carburante.

Un connettore standard per la ricarica
Audi, Bmw, Daimler, Porsche e Volkswagen, infine, hanno deciso di adottare un nuovo connettore per la ricarica dei veicoli elettrici, che viene proposto come “standard di fatto” a livello mondiale. Com'è noto, attualmente il ruolo di standard è conteso tra tre diversi connettori. Il nuovo modello proposto dai costruttori tedeschi, denominato Combo, è rivolto alla ricarica in corrente continua e mantiene la retrocompatibilità con i due connettori preesistenti sviluppati in Giappone e in Europa. Gli accordi tra i cinque big teutonici comprendono anche le modalità di trasmissione dei dati sul cavo utilizzato per la ricarica (powerline communication). Il connettore Combo sarebbe stato messo a punto con il coinvolgimento delle industrie automobilistiche statunitensi e della Society of Automotive Engineers, e anche i costruttori cinesi sono stati invitati ad unirsi al processo di standardizzazione. Le innovazioni annunciate congiuntamente da Audi, Bmw, Daimler, Porsche e Volkswagen sembrano essere destinate a incidere in modo significativo sull'evoluzione dell'elettronica automotive, non solo per il peso dei cinque costruttori tedeschi ma anche per l'importanza dei problemi tecnici a cui esse si rivolgono. È lecito attendersi, quindi, che i produttori di semiconduttori inizieranno presto a sviluppare i nuovi componenti necessari per tradurre in pratica questi piani, con i volumi produttivi tipici delle vetture di serie.

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