Architettura dei sistemi di alimentazione delle e-car

Il sistema di alimentazione ad alta tensione è un componente fondamentale dei veicoli a nuova energia ne parla la ricerca “Alimentazione ad alta tensione nei veicoli a nuova energia (BMS, BDU, relè, scatola batteria integrata), 2025” realizzata da ResearchAndMarkets.com.

L’architettura dei sistemi di alimentazione ad alta tensione nei veicoli a nuova energia è passata da un’architettura BMS centralizzata a un’architettura distribuita.
Evita guasti a punto singolo; un malfunzionamento in un singolo modulo di controllo slave di solito non causa il collasso dell’intero sistema ed è più facile da sostituire.

Come cambia il sistema di gestione della batteria 

L’architettura BMS distribuita adotta una struttura master-slave: un Master gestisce più Slave. Ogni modulo di controllo slave monitora informazioni quali la tensione e la temperatura di un gruppo di celle della batteria e segnala i dati al modulo di controllo master per decisioni unificate in materia di elaborazione e protezione.

I componenti elettronici delle batterie di potenza, come BMS e BDU, tendono a convergere e svilupparsi verso scatole per batterie integrate ad alta tensione

Per aumentare l’autonomia e la velocità di ricarica del veicolo, i pacchi batteria dei veicoli a nuova energia hanno capacità maggiori, tensioni totali più elevate (con la produzione in serie di architetture di piattaforma da 800 V – 1000 V) e più celle della batteria.

I canali di campionamento limitati, le prestazioni di elaborazione e i lunghi cablaggi dei sistemi BMS centralizzati hanno difficoltà a gestire queste serie di batterie su larga scala.

Al contrario, le architetture BMS distribuite possono ottimizzare la gestione di grandi serie di batterie attraverso misurazioni locali, progettazione modulare e calcolo distribuito e possono fornire un feedback in tempo reale più accurato e sensibile sullo stato del sistema di alimentazione.

Il sistema di alimentazione ad alta tensione dei veicoli a nuova energia studiato in questo rapporto comprende principalmente moduli quali il sistema di gestione della batteria (BMS), l’unità di distribuzione della batteria (BDU), i relè CC ad alta tensione e le scatole delle batterie integrate.

Nel marzo 2025, UAES ha lanciato una nuova generazione di soluzioni di integrazione intelligente HVDU che integrano la Battery Management Unit (BMU):

Integrazione approfondita di BMU e componenti correlati: UAES rompe la tradizionale architettura separata. Basata su BMU e sensori attuali, con processi di integrazione maturi e affidabili, innova ed espande continuamente la propria linea di prodotti. Attualmente i relè sono entrati con successo nella produzione di massa e sono profondamente integrati.
Progettazione della piattaforma modulare per soddisfare i requisiti dell’intero scenario: basata sul concetto di espansione della piattaforma, l’HDDU supporta una configurazione flessibile entro un intervallo di corrente nominale compreso tra 150 A e 500 A, è compatibile con piattaforme di tensione 400 V/800 V e può adattarsi rapidamente a diversi modelli di veicoli come BEV e PHEV aggiungendo o riducendo moduli relè.

Rispetto agli attuali prodotti industriali, la soluzione di integrazione riduce l’occupazione di spazio del 50% e accorcia il ciclo di sviluppo del 40%.

Concentrandosi sullo sviluppo di HVDU di seconda generazione, UAES conduce contemporaneamente ricerche preliminari su nuove tecnologie HVDU, come architetture di sistema avanzate e tecnologie di commutazione ad alta tensione che sostituiscono i relè con interruttori elettronici E-fuse, e la più profonda integrazione di HVDU e l’integrazione di CharCon nel Powerbox. Queste tecnologie aiutano i clienti a ridurre i costi di sistema e a migliorarne le prestazioni.

La crescente importanza dei chip BMS nell’architettura a 800 V

I chip BMS di livello automobilistico sono infatti diventati i componenti principali dei sistemi BMS nell’architettura ad alta tensione da 800 V. Agiscono come il “cervello intelligente” del pacco batteria, devono affrontare numerose sfide causate da tensioni più elevate e svolgono un ruolo cruciale nella sicurezza, nell’efficienza e nelle prestazioni dell’intero sistema di batterie.