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Qual è il motivo per cui i veicoli elettrici includono convertitori AC-DC a bordo?
I convertitori AC-DC a bordo, noti comunemente come caricatori a bordo (OBC), sono essenziali per il funzionamento dei veicoli elettrici (EV) e presentano elevate esigenze di personalizzazione. Tali dispositivi sono fondamentali per l'uso sicuro ed efficiente dell'elettricità rilasciata, fornita ai veicoli elettrici da diverse fonti.
Permettere la compatibilità con fonti di alimentazione in corrente alternata.
Lo scopo principale di un convertitore AC-DC a bordo è fornire un collegamento tra la ricarica in corrente alternata (AC) disponibile nella stragrande maggioranza di stazioni di ricarica e prese domestiche e il tipo di corrente continua (DC) immagazzinata nelle batterie dei veicoli elettrici (EV). Queste batterie non possono immagazzinare né utilizzare energia in corrente alternata (AC); né tantomeno possono immagazzinare o utilizzare energia in corrente continua (DC) senza una conversione adeguata. I veicoli elettrici non sarebbero in grado di sfruttare l'energia AC, predominante nelle reti residenziali, commerciali e pubbliche, senza un convertitore a bordo. Questa compatibilità è essenziale perché consente ai conducenti di ricaricare i propri veicoli attraverso le prese a muro esistenti, caricabatterie di livello 2 o alimentazione trifase commerciale, senza dover ricorrere a dispositivi esterni di conversione.
Controllo dell'assorbimento di potenza per garantire la sicurezza della batteria.
La corrente e la tensione erogate durante il processo di ricarica hanno un impatto significativo sulle batterie dei veicoli elettrici. I convertitori AC-DC a bordo svolgono le funzioni di regolatori e stabilizzano l'intervallo di tensione dell'ingresso CA in modo da rispettare le specifiche della batteria. Per evitare sovraccariche, surriscaldamento o danni alle celle della batteria, mantengono l'uscita CC entro limiti sicuri. Ad esempio, con un caricatore trifase da 22 kW, il convertitore regolerà la potenza alla quantità che la batteria può accettare in un determinato momento, sia essa 11 kW o 22 kW, evitando sollecitazioni eccessive che porterebbero a un logoramento anticipato della batteria. Tale precisione è essenziale per il benessere della batteria e per un utilizzo sicuro durante tutta la vita del veicolo.
Adattamento alle condizioni di ricarica variabili.
Possono esistere una vasta gamma di applicazioni per la ricarica, e si può ricaricare a casa su una presa lenta da 120 V oppure utilizzare un caricatore di Livello 2 che funziona a 240 V. I convertitori di bordo superano questa fluttuazione e si adattano alla fonte di alimentazione. Un convertitore potrebbe utilizzare 3,3 kW con una presa standard, 7,2 o 11 kW con un caricatore di Livello 2 e 22 kW con un'alimentazione trifase. Questa flessibilità rende i veicoli elettrici efficaci e facilmente ricaricabili in diverse situazioni e ambienti, sia per percorsi lunghi che brevi.
A favore dell'efficienza energetica e della ricarica intelligente.
La progettazione del convertitore AC-DC di bordo è altamente moderna poiché si registra una minore perdita di potenza durante la conversione da CA a CC, risultando quindi energeticamente efficiente. Questa efficienza riduce i tempi di ricarica e fa risparmiare sui costi dell'elettricità per i conducenti. Inoltre, molti convertitori sono collegati a sistemi intelligenti dell'auto, motivo per cui è stata introdotta l'opzione della ricarica programmata. Grazie alla comunicazione con il computer di bordo dell'auto, il convertitore può posticipare il processo di ricarica fino a quando il prezzo dell'energia è più basso, garantendo la massima efficienza e contenendo i costi. Tale configurazione rende le soluzioni di ricarica intelligente notevolmente più semplici da utilizzare e in genere rende il costo di possesso di un'EV molto più accessibile.
In sintesi, la potenza accessibile è controllata dai convertitori AC-DC di bordo che devono corrispondere alle reti elettriche in corrente alternata per garantire la sicurezza delle batterie e controllare la ricarica in una molteplicità di condizioni, ottenendo così una ricarica intelligente ed efficiente. La loro caratteristica tecnica fondamentale è la possibilità di collegare veicoli elettrici alle reti elettriche più comuni, fornendo la necessaria protezione ai componenti principali della batteria, il che rende gli inverter uno dei capolavori della tecnologia automobilistica elettrica.
