Il convertitore di potenza Mercedes separa la tensione ad alta tensione dallo stato della batteria

Mercedes sta lavorando a una nuova tecnologia per fornire costantemente una tensione di 800 volt nelle auto elettriche. Con la tecnologia attuale, la tensione del sistema dipende direttamente dallo stato delle celle della batteria. Mercedes intende utilizzare in futuro un cosiddetto convertitore di potenza, che elimina questa dipendenza grazie a microconvertitori separati per ogni unità di cella.

Immagine: Mercedes-Benz

Mercedes ha annunciato una nuova architettura per le auto elettriche, progettata per eliminare la dipendenza della tensione ad alta tensione dallo stato della batteria attraverso l’uso di nuove soluzioni di elettronica di potenza.

Nelle auto elettriche convenzionali, la tensione di sistema deriva dal numero di celle batteria collegate in serie. Con la diminuzione del livello di carica, questa tensione diminuisce durante il funzionamento. Anche le celle invecchiate o indebolite influiscono negativamente sull’efficienza dell’intero pacco batterie.

Microconvertitori decentralizzati al posto di collegamenti convenzionali tra celle

I cosiddetti Power Converter di Mercedes sono progettati per funzionare come microconvertitori decentralizzati, in grado di gestire le singole celle batteria o gruppi di celle. Diversi Power Converter collegati in parallelo possono così coordinare i flussi di energia e prevenire le fluttuazioni di tensione mantenendo una tensione continua ad alta tensione stabile.

Le cellule più deboli vengono sollevate in modo mirato dal controllo, aumentando così l’efficienza complessiva. Inoltre, nell’elettronica possono essere integrate funzionalità come la carica in corrente alternata e continua nonché la carica bidirezionale. Attualmente è possibile ottenere una potenza fino a tre kilowatt.

L’assenza del caricabatterie di bordo riduce peso e spazio occupato

Il vantaggio principale di questa configurazione risiede nella combinazione di componenti che in precedenza erano separati. Poiché i microconvertitori si occupano direttamente della conversione tra tensione alternata e continua, non è più necessario il classico caricabatterie separato (On-Board-Charger) a bordo del veicolo. Ciò permette di ridurre peso, spazio occupato e costi di produzione.

Allo stesso tempo, l’inverter di alimentazione riceve costantemente una tensione di ingresso stabile di 800 volt e non è più necessario progettarlo per affrontare tensioni di ingresso variabili. Ciò migliora il suo rendimento e facilita l’uso di componenti di alimentazione identici in diversi concetti di propulsione.

Potenziale per funzionalità OTA e modelli di business digitali

Oltre alle questioni irrisolte riguardo agli sforzi di riparazione della tecnologia più complessa direttamente sul batteria, emerge un altro aspetto: poiché i microconvertitori dispongono già delle condizioni fisiche necessarie di fabbrica, non solo funzionalità come la carica bidirezionale, ma anche la potenza massima di carica possono essere controllate esclusivamente tramite il software. Ciò potrebbe aprire al produttore nuove opportunità per licenze a pagamento tramite Over-the-Air.