Veicoli più sicuri e smart grazie a 6 tecnologie a semiconduttore

Da paraurti a paraurti e dal tettuccio alle ruote, le auto contengono oggi una quantità di innovative tecnologie a semiconduttore mai vista prima

I veicoli odierni possono contenere tra i 200 e i 2.000 elementi a semiconduttore per l’alimentazione, il rilevamento e l’elaborazione di informazioni per la nostra sicurezza. Le più recenti innovazioni nel campo dei semiconduttori permettono alle case automobilistiche di creare i veicoli tecnologicamente più avanzati mai costruiti.

Ma qual è l’impatto sugli automobilisti di queste avanzate tecnologie a semiconduttore?

Uno dei motivi per cui mi appassiona lavorare nel campo del semiconduttori per l’industria automobilistica è il fatto di essere sia un automobilista interessato a ciò che desidero avere e che mi serve sul mio veicolo sia un ingegnere che influenza la tecnologia inserita dalle case automobilistiche nelle auto del futuro. Le aspettative degli automobilisti per quanto riguarda i loro attuali veicoli sono ben diverse rispetto a quelle di 20 anni fa. In passato, la loro preoccupazione principale era come andare dal punto A al punto B. L’importante era la sicurezza con cui potevano viaggiare e la velocità con la quale potevano raggiungere la loro destinazione.

Ulteriori informazioni sulle tecnologie di TI che accelerano il progresso alla guida.

Oggi un veicolo è indispensabile come mezzo per la mobilità e gli automobilisti si aspettano di trovare funzionalità in grado di fornire comfort e praticità, come i sensori che consentono la guida autonoma o sedili a controllo climatico. Inoltre gli automobilisti desiderano maggiore sicurezza e intelligenza, come ad esempio una telecamera per la visualizzazione dell’area circostante o sistemi in grado di rilevare la presenza di passeggeri o oggetti dimenticati all’interno del veicolo. Data la crescita dei veicoli elettrici, anche la sostenibilità è diventata una priorità. La tecnologia della nostra azienda contribuisce a rendere realtà queste aspettative per realizzare veicoli più smart e sicuri.

Evoluzioni del sistema

Grazie alle innovazioni nel campo dei semiconduttori, i sistemi automotive continuano a svilupparsi e contribuiscono a realizzare un’esperienza più sicura e gradevole per l’automobilista. Diamo un’occhiata ad alcuni di questi sistemi:

I sistemi avanzati di gestione della batteria (BMS) permettono una maggiore accuratezza e caratterizzazione dello stato di carica e dello stato di salute della batteria per far sì che gli automobilisti possano godere di una maggiore autonomia. I miglioramenti nelle tecnologie di monitoraggio delle batterie consentono di aumentare l’autonomia della batteria dei veicoli elettrici e di immaginare un panorama completamente diverso per la ricarica, andando a integrare caratteristiche come la ricarica rapida in CC o batterie intercambiabili, che possono migliorare i tempi di ricarica dei veicoli elettrici e ridurre il costo totale di proprietà.

Le migliorie in termini di efficienza e riduzione del peso che interessano più sistemi (BMS wireless, inverter di trazione, caricabatterie di bordo, caricabatterie CC/CC e sistemi di riscaldamento e raffreddamento) contribuiscono ad aumentare ulteriormente l’autonomia dei veicoli con una singola ricarica delle batterie.

Grazie a sistemi di elettronica di potenza in grado di lavorare con tensioni fino a 800 V, realizzare una conversione di potenza ad alta efficienza, ottenere una maggiore densità di potenza e offrire caratteristiche di isolamento è possibile sfruttare ulteriori opzioni per una ricarica più veloce ed efficiente.

I sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) necessitano di tecnologie affidabili e intelligenti sui veicoli per rilevare con precisione il mondo circostante per mezzo di telecamere e sensori radar; inoltre trasmettono i dati dei sensori in modo affidabile e sicuro ed elaborano e comunicano i dati per consentire di prendere decisioni in tempo reale.

Anche la struttura di questi sistemi, o ECU (electronic control units, centraline elettroniche), è in fase di cambiamento. L’architettura elettrica/elettronica si sta evolvendo verso un’architettura a zone, dove le ECU sono controllate sulla base della loro posizione all’interno dell’auto, anziché secondo la loro funzionalità. Sistemi che un tempo non sarebbero stati integrati, come gli ADAS e i sistemi per l’aria condizionata, sono ora localizzati, permettendo di ridurre la complessità e di realizzare funzionalità e caratteristiche tramite software. Un’architettura del veicolo di tipo software-defined richiede una rete di comunicazione veloce e sicura, sensori precisi, attuatori di carico intelligenti ed efficienti, una distribuzione efficiente della potenza e un sistema di elaborazione centralizzato ad alte prestazioni.

Sei tecnologie fondamentali

Esistono sei tecnologie fondamentali che sostengono lo sviluppo di ciascuno di questi sistemi con l’obiettivo di realizzare veicoli più sicuri e smart:

Tecnologie di rilevamento avanzate. Dal rilevamento della tensione alle telecamere di retromarcia, il rilevamento svolge un ruolo fondamentale per la sicurezza e l’affidabilità di tutto il veicolo. Basti pensare alla precisione richiesta per il rilevamento radar, nonché di corrente, tensione e posizione.

Potenza. Le tecnologie di potenza in tutto il veicolo devono permettere di implementare una maggiore densità di potenza e una maggiore efficienza con ingombri minori. Pensiamo ad esempio alle soluzioni integrate in package compatti, a regolatori di commutazione più efficienti che richiedono una minore gestione termica e ai sistemi diagnostici per una migliore protezione.

Sistemi ad alta tensione. Per raggiungere gli obiettivi del settore sui veicoli elettrici sono necessari sistemi ad alta tensione, fino a 800 V e oltre. Le tecnologie ad alta tensione della nostra azienda offrono alte prestazioni ed elevata affidabilità per una maggiore sicurezza. Alcuni esempi sono l’isolamento e le topologie di conversione della potenza all’avanguardia.

Trasferimento sicuro dei dati. La quantità di dati che deve essere trasmessa attraverso il veicolo e oltre è sempre maggiore. La gamma di interfacce della nostra azienda punta a soddisfare le esigenze in termini di larghezza di banda per un trasferimento sicuro dei dati senza sacrificare l’integrità del segnale. Possiamo pensare ad esempio a soluzioni via cavo e wireless per larghezze di banda flessibili con scalabilità in base alle esigenze dei dati.

Controllo motore. I dispositivi conformi alla sicurezza funzionale portano affidabilità e scalabilità in diversi casi d’uso per il controllo motore. Tra questi vi sono microcontroller integrati con algoritmi di controllo, driver motori con convertitori analogico/digitale integrati e circuiti integrati di rilevamento per movimenti di precisione.

Elaborazione. Realizzare veicoli più intelligenti non sarebbe possibile senza la parte di elaborazione, ossia il cervello del veicolo. Si va da semplici funzionalità fino a complesse elaborazioni in grado di supportare applicazioni molto avanzate e di guida autonoma.

Oggi le auto non sono più legate alle stesse limitazioni di 20 anni fa e non vedo l’ora di scoprire cosa saranno in grado di fare tra 20 anni. La possibilità di ottenere una maggiore sicurezza alla guida offrendo al tempo stesso un’esperienza di livello superiore a prezzo accessibile non è che l’inizio. Sarà interessante vedere il modo in cui i semiconduttori continueranno a sostenere lo sviluppo di tecnologie all’avanguardia nel settore automotive e ridefinire l’esperienza di guida.