Veicoli elettrici innovativi per le città del futuro
Le crescenti esigenze di mobilità urbana, insieme alla richiesta di pratiche sostenibili, evidenziano la necessità di applicazioni più sicure e affidabili per l’architettura dei veicoli elettrici. Il progetto TELL, finanziato dall’UE, coinvolge i produttori delle apparecchiature elettriche attualmente più efficienti per applicazioni a bassa e media tensione, il mondo accademico e una PMI specializzata in veicoli elettrici urbani. Il team ha sviluppato soluzioni ottimizzate per auto elettriche del segmento medio-piccolo, per auto elettriche ibride con sistema di propulsione elettrica aggiuntivo a bassa tensione e per il settore della mobilità urbana leggera. «Ad esempio, le nuove conoscenze saranno implementate nei processi di produzione basati sulle esigenze dei clienti, nei processi di formazione e nell’ulteriore sviluppo di progetti successivi, come il progetto Multi-Moby», osserva la responsabile del progetto Irene Karitnig.
Elementi ad alta prestazione
Realizzati con una tecnologia innovativa basata su MOSFET al silicio sfruttabile in tutti i segmenti automobilistici, i nuovi transistor ad alta mobilità elettronica al nitruro di gallio e gli inverter basati su MOSFET al silicio sono progettati specificamente per i cicli di guida urbani. L’efficienza media superiore al 96 %, raggiunta nella fascia di velocità 0–40 km/h, è notevole. L’inverter rappresenta lo stato dell’arte dell’algoritmo di controllo a orientamento di campo per i motori elettrici a magneti permanenti ed è stato ottimizzato migliorando il modello di flusso del motore e le operazioni di indebolimento del campo. Ciò è stato possibile solo grazie all’utilizzo di un nuovo sensore ad alta precisione per la misurazione della posizione e grazie al miglioramento dell’algoritmo di tracciamento dell’angolo. Le misurazioni accurate effettuate sui prototipi della macchina hanno permesso di regolare con precisione le variabili di controllo e di ottimizzare l’efficienza e la dinamica al di sotto della velocità di base e nelle aree di indebolimento di campo. Inoltre, è stata raggiunta una densità di potenza finale di 19,3 kVA/l grazie alla significativa riduzione delle perdite di potenza e all’aumento della corrente di rottura.
La convenienza incontra l’alta efficacia
Particolare attenzione è stata data alla riduzione dei costi attraverso la progettazione e la produzione, applicando i concetti di Industria 4.0 nella produzione sia dei gruppi propulsori elettrici che del veicolo completo. All’interno della microfabbrica, i veicoli sono stati prodotti in acciaio pieno e hanno soddisfatto i crash test più severi, in modo da poter essere classificati come M1, veicoli adibiti al trasporto di persone, e N1, ovvero destinati al trasporto di merci fino a 3,5 tonnellate. Per quanto riguarda il gruppo propulsore, non sono necessari filtri esterni nel circuito di alimentazione e nella logica per ottenere la conformità alle norme di compatibilità elettromagnetica. Inoltre, grazie all’altissima efficienza a bassa tensione dell’inverter personalizzato e del motore, non sono necessari costosi e ingombranti dispositivi di raffreddamento ad aria forzata o circuiti e dispositivi di raffreddamento a liquido. Con l’integrazione del nuovo gruppo propulsore nel telaio del veicolo elettrico, sono state messe a disposizione un’elevata termalizzazione del pacco batterie e una ridotta differenza di autonomia in caso di escursioni termiche esterne. Inoltre, la maggiore efficienza delle unità di propulsione favorisce l’aumento dell’autonomia di guida e viaggi più lunghi con meno soste per la ricarica, con un impatto positivo sulla mobilità urbana.
Parole chiave
TELL, propulsore, inverter, veicolo elettrico, mobilità urbana, bassa e media tensione
