SOFTWARE ESSENZIALE PER I VEICOLI ED ELETTRONICA DI POTENZA NEI VEICOLI ELETTRICI A BATTERIA E A CELLE A COMBUSTIBILE

I veicoli elettrici a batteria (BEV) e i veicoli elettrici a celle a combustibile (FCV) sono fondamentali per il passaggio dell'industria dei trasporti a operazioni più sostenibili. Entrambi sono veicoli a basse emissioni che funzionano ad energia elettrica. I veicoli elettrici a batteria funzionano utilizzando l'energia immagazzinata nelle batterie, mentre i veicoli elettrici a celle a combustibile sono alimentati da una cella a combustibile che crea elettricità utilizzando l'idrogeno come combustibile, con acqua e calore come unici sottoprodotti. L'adozione più ampia di questi veicoli e della loro tecnologia a basse emissioni rappresenta un percorso significativo per decarbonizzare il trasporto commerciale.

Il software e l'elettronica all'avanguardia svolgono un ruolo cruciale in vari aspetti delle operazioni, dalla gestione della potenza nel gruppo propulsore (comprendente il motore elettrico, la batteria e la cella a combustibile) al controllo dei componenti elettronici in tutto il veicolo e nei sistemi di interfaccia umana come la risposta dell'acceleratore e le stime dell'autonomia. Questo articolo fornisce una panoramica di come funzionano software essenziali e componenti elettronici nelle tecnologie BEV (Battery Electric Vehicle) e FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles).

Quali sono i componenti software ed elettronici nei veicoli elettrici a batteria (BEV) e nei veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV)?

Powertrain
BEV e FCEV condividono componenti comuni del gruppo propulsore come celle a combustibile, pacchi batteria, inverter e controlli, ma con alcune differenze: nei BEV il motore a combustione interna viene sostituito con batterie. I FCEV, d'altra parte, combinano celle a combustibile con batterie. Il software per veicoli è importante in entrambe le tecnologie e svolge un ruolo nella gestione della distribuzione dell'energia e della regolazione del calore. I BEV necessitano di un software avanzato per mantenere le prestazioni e la sicurezza della batteria, gestendo la temperatura, la carica e la scarica. Mentre i componenti elettronici assicurano un'erogazione di potenza precisa per prestazioni efficienti. Anche i FCEV utilizzano software simili per ottimizzare la distribuzione dell'energia tra la batteria e la cella a combustibile. Il software aiuta anche a monitorare il consumo di carburante.

Telaio
Il telaio è composto da telaio, ruote, freni e sospensioni. È importante per mantenere il veicolo stabile e facile da controllare. I sistemi elettronici come il controllo elettronico della stabilità (ESC) aiutano a renderlo più sicuro applicando freni su determinate ruote, il che aiuta a mantenere il veicolo stabile e mantenere la direzione quando è necessario effettuare curve veloci. Inoltre, ci sono sistemi di sospensioni pneumatiche azionati da software che cambiano l'altezza del veicolo a seconda della velocità e delle condizioni della strada. Questo aiuta a migliorare l'aerodinamica e rendere più confortevole guidare lunghe distanze.

Corpo
La carrozzeria comprende i componenti strutturali e interni del veicolo. La carrozzeria utilizza l'elettronica di potenza del veicolo per caratteristiche come serrature automatiche e sistemi di sicurezza avanzati. Il software e l'elettronica del veicolo utilizzano sensori e centraline elettroniche (ECU) per gestire tutto, dalle operazioni sui finestrini ai sistemi di assistenza alla guida, aumentando sia la comodità che la sicurezza.

Elettronica/Infotainment
L'elettronica e il software nei veicoli non solo possono aiutare a controllare il clima, l'illuminazione e i sistemi multimediali, ma possono anche fornire dati sul veicolo in tempo reale. L'elettronica fornisce anche dati critici ai computer di bordo, garantendo che sistemi come la regolazione automatica dei fari e i tergicristalli con rilevamento della pioggia funzionino senza intoppi.

Guida autonoma o sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS)
La guida autonoma o i sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) includono sensori, radar e controller che forniscono funzioni critiche di assistenza alla guida e automazione. Queste funzionalità includono il controllo dei segnali che vanno ai controller dello sterzo, della frenata e del gruppo propulsore, utilizzando unità di controllo in tempo reale e ad alta potenza che eseguono software avanzato.

Servizi connessi
I servizi connessi sono il luogo in cui il software del veicolo svolge un ruolo significativo estendendo le funzionalità del veicolo. I BEV sono spesso dotati di un'app che consente agli utenti di controllare da remoto il livello di carica, avviare il veicolo o persino pre-condizionare la temperatura della cabina. I sistemi di navigazione utilizzano anche la connettività per fornire aggiornamenti sul traffico in tempo reale, garantendo una gestione efficiente del percorso.

Integrando software ed elettronica intelligenti in tutto il veicolo, BEV e FCEV possono migliorare l'esperienza dell'utente e aiutare a raggiungere gli obiettivi ambientali. Man mano che queste tecnologie si evolvono, guideranno ulteriormente la carica verso un futuro di trasporto più pulito e affidabile.

Ruolo del software e dell'elettronica nei veicoli elettrici a batteria (BEV) e nei veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV)

Gestione della batteria
Il ruolo del software nella gestione della batteria è fondamentale per mantenere la salute e l'efficienza di BEV e FCEV. I veicoli possono utilizzare sistemi avanzati di gestione della batteria che monitorano la temperatura e la tensione di ogni cella, bilanciando la carica attraverso il pacco batteria per massimizzare la durata e l'autonomia. I sistemi di alcuni veicoli possono persino imparare dalle abitudini del conducente per riscaldare o raffreddare la batteria alla temperatura ottimale per la guida e la ricarica.

Controllo del gruppo motopropulsore
L'elettronica ha trasformato il controllo del gruppo motopropulsore, migliorando l'esperienza di guida e garantendo un'erogazione fluida della potenza. Le centraline elettroniche possono gestire con precisione l'uscita del motore elettrico, fornendo una coppia istantanea e mantenendo l'efficienza energetica.

Telematica
Il software telematico è fondamentale per il monitoraggio e la navigazione dei veicoli in tempo reale. BEV e FCEV possono offrire controlli remoti dello stato della batteria, pianificazione del percorso che considera le posizioni delle stazioni di ricarica e preriscaldamento o raffreddamento dell'abitacolo del veicolo mentre è ancora connesso alla rete, aiutando i veicoli ad andare il più lontano possibile con una sola carica.

Intelligenza artificiale (AI)
L'intelligenza artificiale viene sempre più integrata nelle funzionalità software dei veicoli. I produttori stanno impiegando l'intelligenza artificiale per calcolare l'autonomia dei veicoli in modo più accurato considerando fattori come le condizioni meteorologiche, il peso del carico e le abitudini di guida. L'intelligenza artificiale aiuta anche a prevedere le esigenze di manutenzione analizzando i dati e i modelli di utilizzo dei veicoli, avvisando i conducenti di potenziali problemi prima che si verifichino e pianificando in modo proattivo la manutenzione.

Considerazioni per i produttori per quanto riguarda il software del veicolo e l'elettronica di potenza

Con l'evoluzione della tecnologia nei veicoli elettrici a batteria e a celle a combustibile, emergono diverse considerazioni

L'integrazione di software ed elettronica avanzati in BEV e FCEV non è solo una tendenza, ma un'evoluzione critica nella tecnologia del trasporto commerciale. Questo sviluppo ottimizza le prestazioni, migliora la sicurezza e contribuisce a rendere le industrie dei trasporti più sostenibili. Porta anche nuove sfide in termini di complessità, sicurezza e gestione della supply chain. Mentre l'industria affronta queste sfide, tuttavia, il potenziale di innovazione e crescita in questo settore è entusiasmante, in quanto apre la strada a un futuro più pulito ed efficiente nei trasporti.

Cummins Inc. è all'avanguardia nell'innovazione nel settore dei trasporti e delle operazioni gravose e Accelera™ by Cummins, il segmento aziendale a emissioni zero di Cummins, è in prima linea nella fornitura e nell'integrazione di tecnologie a emissioni zero per decarbonizzare i settori che lavorano più duramente al mondo.