Un sensore grande pochi millimetri potrebbe contribuire a rendere più efficienti i futuri powertrain elettrici. Lo ha progettato Texas Instruments per misurare con maggiore precisione la corrente all’interno dell’inverter di trazione. Obiettivo: migliorare il controllo del motore, riducendo vibrazioni, rumore e perdite energetiche.
Si tratta di un’innovazione particolarmente interessante per le architetture ad alta tensione, comprese quelle a 800 volt.
Il ruolo centrale dell’inverter
L’inverter di trazione è uno dei componenti centrali di un’auto elettrica: riceve l’energia dalla batteria e la converte e gestisce in modo da alimentare correttamente il motore. Per farlo deve “conoscere” con grande accuratezza quanta corrente sta circolando.
Una misurazione più precisa consente di modulare meglio la coppia e quindi di ottenere una risposta più regolare dell’unità elettrica. Al contrario, piccoli errori possono contribuire a variazioni indesiderate, che possono essere percepite come irregolarità nell’accelerazione e tradursi anche in maggiori rumori e perdite sotto forma di calore.
Contro le vibrazioni
I sensori tradizionali con nucleo magnetico possono offrire una buona precisione, ma comportano dimensioni e peso maggiori. Le soluzioni coreless sono invece più compatte, ma la loro accuratezza può risentire degli spostamenti provocati dalle vibrazioni del veicolo.
È proprio su questo aspetto che Texas Instruments punta con il nuovo TMCS2100-Q1. Il sensore rileva il campo magnetico generato dalla corrente lungo due direzioni, orizzontale e verticale, invece di affidarsi a una sola direzione. In questo modo può compensare gli errori provocati da un piccolo disallineamento fisico.
Secondo TI, questa soluzione permette di ottenere una precisione 20 volte superiore rispetto agli attuali sensori coreless a singola direzione, mantenendo l’errore sotto l’1% anche con uno spostamento del sensore fino a 0,4 millimetri.
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Una soluzione per piattaforme a 800 volt
Un valore di 0,4 millimetri può sembrare trascurabile, ma nel controllo di un powertrain elettrico rappresenta invece uno spostamento sufficiente a influenzare la misurazione. Il tema diventa ancora più rilevante con le piattaforme a 800 volt, ormai adottate da un numero crescente di modelli elettrici e caratterizzate dalla capacità di gestire grandi quantità di potenza.
Un sensore più compatto e stabile potrebbe inoltre offrire ai costruttori maggiore libertà nella progettazione dell’inverter, contribuendo a ridurne ingombri e massa.
Più watt a beneficio dell’autonomia
Non sarebbe corretto tradurre questa innovazione in un numero preciso di chilometri aggiuntivi. Il contributo effettivo all’autonomia dipenderà dall’integrazione del sensore con inverter, motore, batteria e strategie di controllo del veicolo.
Il principio, però, è significativo: l’efficienza complessiva di una EV dipende anche dalla capacità di sfruttare ogni watt nel modo più efficace possibile. Una misurazione più accurata della corrente può quindi diventare uno dei tanti tasselli tecnologici che permettono alle prossime generazioni di auto elettriche di consumare meno, offrire una risposta più raffinata e magari ottenere più autonomia dalla stessa energia immagazzinata.
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