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Apr 23, 2024

Tesla si impegna a 48

Dan Carney | 07 marzo 2023 Gli ingegneri hanno costantemente previsto che le automobili sarebbero passate dai sistemi elettrici a 12 volt ai sistemi a 48 volt per due decenni. Ma il costo e l'inerzia hanno mantenuto i 12 volt

Dan Carney | 07 marzo 2023

Gli ingegneri hanno costantemente previsto che le automobili passerebbero dai sistemi elettrici a 12 volt ai sistemi a 48 volt per due decenni. Ma i costi e l’inerzia hanno mantenuto in funzione l’elettricità a 12 volt, con l’occasionale applicazione mirata dell’alimentazione a 48 volt in applicazioni ad alta corrente.

Ma l’era dei veicoli a 12 volt è finalmente imminente, secondo il vicepresidente dell’ingegneria hardware di Tesla, Pete Bannon. "Uno dei cambiamenti che stiamo cercando di apportare in questo momento è cambiare qualcosa che è stato costante negli ultimi 60 anni: 12 volt", ha detto alla conferenza annuale dell'Investor Day di Tesla.

C’è una buona ragione per effettuare il passaggio, ha spiegato Bannon. "Per 60 anni la richiesta di energia nelle auto è aumentata costantemente al punto che ora dobbiamo avere cavi piuttosto grandi per far circolare oltre 200 ampere di corrente attorno all'auto, il che aumenta la massa e i costi", ha affermato. Questi sono i fattori che hanno portato all’aspettativa di lunga data di un cambiamento nel settore.

"Con Cybertruck e tutte le future piattaforme Tesla passeremo a 48 volt", ha annunciato Bannon. “Ciò riduce la corrente necessaria di un fattore quattro. E poiché la perdita di potenza nel cablaggio è pari alla resistenza moltiplicata per il quadrato della corrente, una riduzione di quattro volte della corrente porta a una riduzione di 16 volte della potenza persa durante la distribuzione dell'energia nell'auto. Ciò consente cavi più piccoli, fusibili elettronici più piccoli e controller più piccoli. Ciò ci consente anche di ridurre le dimensioni dei dissipatori di calore o, in molti casi, di rimuoverli completamente, a tutto vantaggio della vettura in termini di massa e peso”.

Finora l’applicazione della tecnologia a 48 volt è stata limitata. "I sistemi a quarantotto volt sono in circolazione ormai da alcuni anni, alimentando l'alternatore di avviamento negli ibridi leggeri e altri accessori ad alta potenza come le sospensioni attive e il servosterzo", osserva Mike Austin, analista di ricerca senior per i veicoli elettrici presso Guidehouse . "Come ha affermato Tesla nella presentazione, la tensione più elevata consente una corrente inferiore e cavi più sottili, con conseguente risparmio di peso e costi."

Tuttavia, mentre un cablaggio semplificato è più economico e più facile da installare, i componenti a 48 volt sono più costosi, il che ha rappresentato un fattore chiave. "Finora non si è diffuso di più, soprattutto a causa dei costi", spiega Austin. "Una batteria da 48 volt e un controller sono più costosi di un normale avviatore e di una batteria da 12 volt."

La fragilità dei filamenti delle lampadine a incandescenza è stata un altro ostacolo di lunga data, poiché il numero di lampadine presenti nei veicoli sembrava rendere l’idea di eliminare i sistemi a 12 volt un grattacapo. Tuttavia, l'illuminazione a LED include già circuiti per adattare la tensione ai bassi livelli utilizzati dalle luci a LED, il che significa che dovrebbero essere in grado di funzionare con 48 volt come fanno con i sistemi a 12 volt, ha affermato Greg Green, direttore del marketing automobilistico di Vicor. , azienda specializzata in moduli di potenza.

Gestione della perdita di potenza con un convertitore tradizionale con efficienza del 94%.

E il lato dei costi dell’equazione può essere affrontato nei veicoli elettrici eliminando completamente la batteria a bassa tensione. Invece, queste auto possono utilizzare un convertitore di potenza che riduce l’alta tensione della batteria di trazione per alimentare i sistemi di bordo. "È più semplice con un veicolo elettrico, dove tutto ciò che devi fare è convertire la tensione della batteria di guida", afferma Austin. “Se Tesla prevede di utilizzare 48 volt per tutta la bassa tensione delle sue auto, ci saranno risparmi in termini di complessità, peso e materiali”.

Questo è esattamente lo scenario che Vicor sta promuovendo. “Nella transizione dalle auto a combustione interna costruite attorno ad alternatori a 12 volt, quello a 48 volt è qualcosa per cui devi pagare un extra. Con i veicoli elettrici, il passaggio a 48 volt è abbastanza naturale”.

Sistemi che passano da un sistema sovraccarico a 12 volt a 48 volt.

Secondo Green, non solo beneficiano del peso e delle dimensioni ridotte del cablaggio, ma anche alcuni dei dispositivi alimentati dal sistema ne traggono vantaggio. "I compressori e le pompe funzionano in modo più efficiente a 48 volt che a 12 volt", afferma. “È un doppio bonus.”