AS_407_2018

Ottobre 2018 Automazione e Strumentazione AUTOMOTIVE applicazioni 66 A tutti piace l’idea dei veicoli elettrici . Sono silenziosi, non inquinanti e offrono prestazioni eccellenti. Tuttavia, i prezzi elevati e i limiti tecnici hanno impedito loro di diventare un’al- ternativa diffusa per il trasporto. Una soluzione pratica sono i veicoli ibridi , che utilizzano un piccolo motore a combustione interna a sostegno del motore elettrico. Un veicolo completamente elettrico sarebbe comunque più interessante, se potesse diventare più pratico. I veicoli elettrici si stanno lentamente diffondendo come alternativa utile ai veicoli convenzionali a benzina. Le nuove tecnologie per batterie rendono più pratico il veicolo elettrico, ma il segreto del suo successo definitivo risiede nel sistema di ricarica. Questo articolo si propone di analizzare i sistemi di ricarica per veicoli elettrici e la loro struttura. Background storico I veicoli elettrici fecero la loro comparsa nel XIX secolo . Diversi costruttori produssero vei- coli elettrici che sono stati apprezzati per via della loro silenziosità di funzionamento, ma erano poche le persone che disponevano a casa dell’energia elettrica necessaria per ricaricare le batterie, mentre l’autonomia e la velocità rimanevano limitate . Più o meno nello stesso periodo si verificò l’avvento di pratici motori a combustione interna e della benzina a basso costo, che causarono una notevole concorrenza ai veicoli elettrici. Nonostante il loro compor- tamento rumoroso e la necessità di avviamento a manovella, queste auto ebbero maggior suc- cesso di vendita rispetto ai veicoli elettrici: il lancio della Ford Model T, che in molti pote- vano permettersi, all’inizio del XX secolo portò alla loro scomparsa. Con il passare degli anni, l’interesse per i vei- coli elettrici ebbe fasi alterne. Nei primi anni 70 si ebbero tentativi di reintrodurre i veicoli elettrici in seguito all’aumento dei prezzi del petrolio e alla carenza di benzina. Il crescente interesse verso i cambiamenti climatici, le ini- ziative a favore della pulizia dell’aria e la rego- lamentazione delle emissioni diedero impulso alla ricerca nel campo dei veicoli elettrici nei primi anni 90 . All’incirca nello stesso periodo, GM sviluppò l’ EV1 , ma ne interruppe lo svi- luppo per mancanza di interesse. Quindi, nei primi anni 2000, giunsero gli ibridi , tra cui la Toyota Prius . La diffusione dei veicoli elettrici è aumentata solo con il miglioramento della tec- nologia delle batterie. La sfida delle batterie I primi veicoli elettrici utilizzavano batterie piombo-acido , analogamente ad alcuni proto- tipi di veicoli elettrici e ibridi, a causa del costo ridotto e dell’ ampia disponibilità . Tuttavia, le dimensioni e il peso erano fattori limitanti. Poi- ché le batterie al piombo-acido hanno un basso livello di energia per peso e volume (le batterie sono classificate in base alla densità specifica o alla densità di energia, espressa in wattora per chilogrammo [Wh/kg]), i primi veicoli ibridi ed elettrici utilizzavano batterie nichel-metallo idruro più piccole e più leggere. In seguito è arrivata la batteria agli ioni di litio , mentre la rapidità di ricerca e sviluppo ha portato a pro- durre la batteria dalla più alta densità di energia disponibile. Dopo una rapida adozione da parte dei veicoli elettrici e ibridi, gli ioni di litio e le sue varianti sono ora le batterie per eccellenza per lo sviluppo di veicoli elettrici. Bart Basille Jayanth Rangaraju TECNOLOGIE TI PER MIGLIORARE LA MOBILITÀ ELETTRICA Semiconduttori per la ricarica veloce di veicoli elettrici A FIL DI RETE ww.ti.com Oggi i veicoli elettrici sono silenziosi e veloci, grazie a potenti motori trifase quadripolari a induzione o a motori sincroni a magneti permanenti, con alta coppia a bassi regimi ed elevata accelerazione. A ostacolare la diffusione di questi mezzi erano soprattutto i limiti tecnologici degli accumulatori, che oggi potrebbero essere superati grazie all’utilizzo di semiconduttori innovativi per la carica rapida. GLI AUTORI B. Basille, Systems Architect, Texas Instruments; J. Rangaraju, Systems Manager, Texas Instruments.