1.200 Volt per le auto elettriche: cosa cambia davvero

Il nuovo sistema di L&T utilizza il carburo di silicio per rendere più efficiente l'elettronica di potenza delle EV

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

Eleonora Lilli

Di: Eleonora Lilli

2 ott alle 07:00

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Quando si parla di auto elettriche, quasi tutto ruota attorno alla batteria, ma i lettori più attenti già sanno che c'è un altro pezzo fondamentale, molto meno visibile, che deve gestire tutta quell'energia: l'elettronica di potenza. Ed è proprio qui che entra in gioco il carburo di silicio, un materiale che può aiutare le EV a ricaricare e consumare energia in modo più efficiente.

L&T Semiconductor Technologies, una società di semiconduttori controllata interamente dal gruppo indiano Larsen & Toubro, ha presentato una nuova piattaforma di MOSFET al carburo di silicio da 1.200 Volt. Detto in modo semplice, si tratta di componenti che fanno da "interruttori" per controllare grandi quantità di energia. Sono pensati per i caricabatterie rapidi delle auto elettriche, ma anche per gli inverter che alimentano i motori, le microreti e i trasformatori allo stato solido.

La piattaforma comprende moduli di potenza, diodi e raddrizzatori a ponte sviluppati internamente dall'azienda. Per ora, però, non bisogna aspettarsi di trovarli già sulla prossima auto elettrica o sulla prossima colonnina: si tratta di una nuova tecnologia presentata da L&T, non ancora associata a modelli o sistemi specifici.

L&T, infatti, non ha ancora indicato quando i nuovi componenti saranno disponibili sul mercato né ha comunicato i nomi di eventuali partner che li abbiano già integrati nei propri prodotti.

Perché il carburo di silicio piace tanto alle auto elettriche

Il carburo di silicio (SiC) è un materiale utilizzato nell'elettronica di potenza al posto del silicio tradizionale. Il vantaggio, molto semplicemente, è che permette di gestire l'elettricità in modo più efficiente, soprattutto quando tensioni e potenze diventano elevate.

Ispezione dell'elettronica di potenza a carburo di silicio (SiC) e della gestione termica nell'inverter di un veicolo elettrico.

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

Rispetto ai tradizionali IGBT al silicio, i MOSFET SiC possono accendersi e spegnersi più rapidamente e disperdere meno energia sotto forma di calore. E meno calore significa una cosa molto interessante per un'auto elettrica: meno energia sprecata.

Il vantaggio non si ferma qui. Se l'elettronica produce meno calore, anche il sistema che deve raffreddarla può essere più piccolo. Questo può aiutare a ridurre dimensioni e peso dei componenti e, allo stesso tempo, a mantenere una buona efficienza quando il sistema lavora a lungo e con molta energia.

In pratica, il SiC è uno di quei componenti che non si vedono quando si guida un'auto elettrica, ma che possono fare la differenza dietro le quinte: meno energia persa, meno calore e sistemi più compatti.

Conta anche il modo in cui il semiconduttore viene "confezionato". Il contenitore che ospita il componente, chiamato package, influenza infatti dimensioni e capacità di smaltire il calore. Nei sistemi più potenti si possono utilizzare soluzioni come il TO-247-4, mentre package più compatti come il D2PAK-7 sono utili quando lo spazio a disposizione è limitato.

1.200 Volt non significa automaticamente ricarica più veloce

Qui c'è però un dettaglio importante. Sentire parlare di 1.200 Volt potrebbe far pensare immediatamente alle auto elettriche con architettura a 800 Volt e alla ricarica ultrarapida. Il collegamento esiste, ma non è così diretto.

I componenti da 1.200 V sono infatti adatti a lavorare negli stadi di potenza delle architetture a 800 V e dei caricabatterie rapidi in corrente continua. È lo stesso principio che collega tensione di bordo e velocità di ricarica. Avere un componente capace di sopportare 1.200 V offre un margine rispetto agli 800 V dell'impianto e aiuta quindi a gestire l'energia in sicurezza.

Non significa però che una colonnina diventi automaticamente più veloce. La velocità con cui un'auto ricarica dipende da diversi fattori: la potenza disponibile, l'architettura elettrica della vettura, il sistema di gestione della batteria, la temperatura e lo stato di carica.

Nei caricabatterie rapidi per auto con architettura a 800 V, per esempio, l'energia passa attraverso diversi stadi prima di arrivare alla batteria. Alcuni utilizzano componenti da 1.200 V insieme ad altri da 650 o 750 Volt, a seconda della parte del circuito in cui vengono impiegati.

Sistema di ricarica EV Geely da 2,2 MW

Foto di: Geely

La corsa a un'elettronica di potenza sempre più efficiente non riguarda comunque soltanto L&T. Volkswagen ha stretto un'alleanza in Cina per i moduli SiC, mentre Geely ha presentato un sistema di ricarica Smart Charging con hardware fino a 2,2 megawatt.

Il punto è sempre lo stesso: le auto elettriche chiedono sempre più potenza, sia per muoversi sia per ricaricarsi in pochi minuti. E per gestire tutta questa energia senza trasformarne una parte in calore e sprechi, materiali come il carburo di silicio stanno diventando sempre più importanti.