La nuova tecnologia al carburo di silicio dell'istituto tedesco Fraunhofer ha una migliore gestione termica: a breve la sperimentazione

Per migliorare le autonomie delle auto elettriche si deve lavorare su molteplici aspetti. L’obiettivo ultimo è quello di innalzare al massimo l’efficienza e, per questo, si interviene su aerodinamica, peso, batterie, motori, software di gestione e, da oggi, anche sugli inverter.

All’istituto tedesco Fraunhofer un team di ricercatori, nell’ambito del progetto SiCeffizient, sta infatti mettendo a punto degli inverter in grado di trasmettere energia tra batteria e motore riducendo al massimo gli sprechi.

Da DC ad AC

Il concetto è semplice: l’energia elettrica in corrente continua della batteria deve essere trasformata in corrente alternata per far funzionare il motore. Ma l’inverter, che proprio a questa funzione è dedicato, con il passaggio dell’energia ne dissipa una parte in calore. E all’aumentare delle temperature d’esercizio perde ulteriormente efficienza. Per questo, necessita di un sistema di raffreddamento, solitamente ad acqua.

I ricercatori dell’istituto di Berlino stanno mettendo a punto un sistema con transistor realizzati in carburo di silicio (SiC, da qui il nome SiCeffizient dell’iniziativa). Si tratta di semiconduttori che dissipano molta meno energia in calore. Hanno anche il vantaggio di essere ecosostenibili, ma sono ancora molto costosi.

Fino al 6% di autonomia in più

Il problema del surriscaldamento degli inverter attuali si acuisce nelle fasi di forte accelerazione o di brusche frenate. In questi momenti, infatti, la quantità di energia che passa dalla batteria al motore o dal motore alla batteria aumenta. È qui che i nuovi inverter con semiconduttori SiC mostrano i vantaggi più evidenti. “Una volta ottimizzato tutto lo schema propulsivo in base alle caratteristiche dei nostri inverter – ha spiegato Eugen Erhardt, responsabile del progetto SiCeffizient – le auto potranno guadagnare fino al 6% di autonomia. Potrebbe non sembrare molto, ma in realtà sarebbe un risultato eccezionale”.

I nuovi inverter sono realizzati sostituendo le tradizionali alette di raffreddamento con piastrine metalliche cilindriche dello spessore di pochi millimetri stampate in 3D. Sono più resistenti alla deformazione derivante dalle variazioni di temperature e così, esse stesse, possono garantire un miglior scambio di calore senza il rischio di guasti o rotture.

Porsche Taycan 4S

La parola a Porsche

C’è un altro fattore che riduce il rischio che i nuovi inverter SiC si rompano. Riguarda il fatto che a differenza di quelli tradizionali, i transistor e le parti di raffreddamento sono collegati tra loro non con elementi rigidi ma con fili di rame che “ammortizzano” meglio l’espansione e la contrazione delle parti metalliche in base alla temperatura.

Nei prossimi mesi Porsche inizierà a lavorare su powertrain che meglio possono sfruttare le caratteristiche di questi inverter, per poterne analizzare meglio caratteristiche e potenziale. “Abbiamo ancora molta strada da fare – ha detto Ehhardt – Stiamo lavorando per mettere a punto un prototipo e stiamo quindi affinando tutte le fasi di costruzione, ma siamo fiduciosi”.