Elettronica di potenza al carburo di silicio: Competizione vs. automobili standard
Progettato per la velocità
La Jaguar I-TYPE 6, un'auto da corsa completamente elettrica, e un'auto stradale per il consumatore sono due macchine completamente diverse. I veicoli personali vengono utilizzati per la guida quotidiana, inclusi, ma non limitatamente a, il tragitto verso il lavoro e commissioni varie, operando nella fascia da 0 a 80 mph. Confrontalo con la Jaguar I-TYPE 6, che può raggiungere le 200 mph con un impressionante 0-60 mph in 2,6 secondi. Queste pionieristiche auto da corsa totalmente elettriche sono state progettate per competere al vertice delle competizioni elettriche, dimostrando prestazioni, efficienza e sostenibilità, mentre corrono ruota a ruota su circuiti cittadini in 16 gare per il titolo di campionato mondiale. Sebbene sia i veicoli stradali che le auto da corsa elettriche utilizzino gli stessi componenti in carburo di silicio, progettare il carburo di silicio nella Jaguar I-TYPE 6 richiede un approccio completamente diverso. Guardiamo alcuni dei fattori affascinanti.
Informazioni rapide
- Velocità massima (regolata): 320 km/h (200 mph)
- Potenza del motore: 350 kW
- Batteria: Celle della batteria composte da minerali di origine sostenibile
- Gruppi motopropulsori anteriore e posteriore: Con 250 kW all'anteriore e 350 kW al posteriore, c'è un potenziale totale di 600 kW di potenza dalla frenata rigenerativa.
- Ricarica veloce: ricarica ultra-rapida da 600 kW, quasi 2 volte più veloce di qualsiasi caricatore disponibile in commercio
- Pneumatici: Mescola di pneumatici con il 26% di gomma naturale e fibre riciclate, con pneumatici completamente riciclati dopo le gare
- Dimensioni: 5016 mm x 1700 mm x 1023 mm (16 ft 5 in x 5 ft 7 in x 3 ft 4 in)
- Massa: 854 kg (1883 lbs.)
Da considerare
La tecnologia al carburo di silicio all'interno dell'inverter è un componente chiave della trasmissione del motore elettrico. L'inverter converte la corrente continua (DC) fornita dalla batteria in corrente alternata (AC), utilizzata per far girare il motore. I dispositivi al carburo di silicio di Wolfspeed consentono di eseguire questa operazione in modo più efficiente rispetto ai dispositivi standard al silicio. Di seguito sono elencati alcuni dei fattori che rendono il design dell'inverter al carburo di silicio per le gare di veicoli elettrici così unico rispetto ai veicoli automobilistici personali.
- Durata e Affidabilità: Nel Campionato del Mondo ABB FIA Formula E, i componenti di un'auto da corsa devono durare per un periodo di omologazione, rispetto alla durata di vita di un'auto elettrica stradale. A causa della natura competitiva e basata sulle prestazioni delle corse di EV, possiamo spingere l'auto con molta più intensità in aree che normalmente ridurrebbero la durata. Ad esempio, possiamo operare a tensioni di gate più elevate. La maggior parte dei clienti del settore automobilistico utilizza componenti esterni per rallentare i moduli di potenza, operando il motore in modo delicato. Tuttavia, il team di corsa controlla i moduli di potenza per ridurre al minimo le perdite, in quanto l'efficienza è fondamentale durante le gare. Ciò è possibile grazie ai requisiti di durata più brevi.
Curiosità: La carrozzeria della Jaguar I-TYPE 6 è realizzata in lino e fibra di carbonio, di cui una parte è fibra di carbonio riciclata proveniente dalle vetture Gen2 dismesse.
- Registrazione dei Dati Real Track: I test vengono effettuati sia prima della stagione che prima della gara per convalidare le ottimizzazioni, oltre a rigiocare i dati registrati dopo le gare per vedere quali ottimizzazioni potrebbero essere applicate sui dati reali della pista. Il team utilizza anche i dati misurati per migliorare il suo simulatore all'avanguardia, nel quale i piloti possono praticamente esercitarsi su qualsiasi circuito di gara sotto diverse condizioni meteorologiche, variabili della pista e della vettura.
Curiosità: Tutti i piloti di Formula E gareggiano con quella che è, di fatto, la stessa vettura fisica. Dai pacchi batteria e pneumatici al telaio stesso, tutti i team ricevono la stessa vettura di base. Questo si traduce in una competizione serrata, poiché le principali differenze risiedono nel gruppo propulsore, nella strategia di gara, nelle abilità del pilota, nella configurazione delle sospensioni e nei sistemi elettronici di potenza.
- Modalità Attacco: I piloti di Formula E devono utilizzare un incremento di energia durante la gara. La Modalità Attacco consente ai piloti di ottenere un extra di 50kW di potenza, per un totale di 350kW, per diversi minuti durante la gara. Questo può permettere a un pilota di effettuare un sorpasso difficile, recuperare terreno, difendersi da un sorpasso o aumentare il proprio vantaggio. Tuttavia, la modalità ad alta potenza consuma più energia quando si guida alla massima potenza.
Curiosità: In generale, attivare la Modalità Attacco richiede di uscire dalla linea ideale di gara su una curva segnalata. Questo può spesso comportare la perdita di alcune posizioni a causa della traiettoria non ottimale, se non c'è abbastanza spazio rispetto al prossimo pilota. I piloti devono attivare la Modalità Attacco due volte per gara (o ricevere una penalità), ma hanno alcune opzioni su come suddividere queste attivazioni. La durata esatta della Modalità Attacco viene stabilita prima della gara. Un possibile scenario è quello in cui la Modalità Attacco ha una durata totale di quattro minuti: i piloti hanno opzioni di suddivisione come uno e tre minuti, due minuti ciascuno o tre e un minuto.
- Autonomia: La distanza totale di una gara di Formula E varia a seconda del circuito, ma è generalmente intorno a 50 miglia. Ogni auto è dotata di una singola batteria che deve durare per l'intera gara. In confronto, alcune auto elettriche stradali hanno un'autonomia superiore a 300 miglia con una singola ricarica. La Formula E richiede una guida aggressiva ma efficiente. Tutte le auto hanno la stessa batteria, e l'energia utilizzabile della batteria è limitata in base al circuito. L'energia media utilizzabile è di 38 kWh durante la stagione. Questo significa che un sistema di trasmissione più efficiente può consentire una guida più aggressiva grazie al risparmio energetico durante l'uso.
Un duo dinamico: Wolfspeed e Jaguar TCS Racing
Vincere in Formula E richiede più di un motore elettrico potente ed efficiente. Sono necessari materiali più leggeri, un'ottimizzazione dell'utilizzo della batteria, abilità del pilota e un team di supporto. I moduli di potenza al carburo di silicio di Wolfspeed utilizzati nell'inverter sono un componente chiave per accelerare l'efficienza e le prestazioni in pista. Wolfspeed utilizza la Jaguar I-TYPE 6 come banco di prova per studiare le condizioni che i nostri componenti possono gestire e fino a che punto possiamo spingere la tecnologia. Per accelerare il nostro apprendimento, ci affidiamo fortemente alla modellazione e ai test per aiutarci a prevedere le prestazioni dei dispositivi in modo più rapido e accurato. È un laboratorio di innovazione su ruote, ed è alimentato da Wolfspeed.
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