Marelli Motorsport e Politecnico di Torino per le nuove tecnologie

Marelli e Politecnico

La business unit di Marelli, Marelli Motorsport, vanta una solida esperienza nello sviluppo di sistemi ibridi ed elettrici utilizzati nei principali campionati motorsport.

Desta quindi interesse la collaborazione nata con il Power Electronics Innovation Center (PEIC) del Politecnico di Torino per lo sviluppo e l’applicazione della tecnologia al nitruro di gallio (GaN) nell’elettronica di potenza destinata ai motori elettrici.

Sinergia tra azienda e mondo accademico

Il progetto fa parte di una collaborazione più ampia tra Marelli e Politecnico e interesserà la progettazione e la prototipazione di un innovativo inverter multilivello che opera a tensione di 900 V ed eroga elevata potenza per la trazione elettrica basato sulla tecnologia GaN.

Il nitruro di gallio, una tecnologia all’avanguardia che può raggiungere frequenze di commutazione senza precedenti e ridotta energia di commutazione, consente una drastica riduzione dei componenti passivi (quali induttori, condensatori, trasformatori), mantenendo una straordinaria efficienza.

Negli ultimi anni, la tecnologia GaN si è rapidamente evoluta ed affermata in termini di prestazioni di conduzione e commutazione.

Inoltre, poiché i dispositivi GaN sono realizzati partendo da wafer di silicio standard, il loro costo è già oggi estremamente competitivo.

“La collaborazione con il Politecnico di Torino consente un ritmo di sviluppo più rapido nel campo della tecnologia innovativa Wide Band Gap applicata ai convertitori di potenza”, ha affermato Riccardo De Filippi, Head of Marelli Motorsport.

“In particolare, il GaN si sta rivelando molto promettente per quanto riguarda i dispositivi di commutazione ad alta frequenza, anche a livelli elevati di tensione e potenza. Tutto fa pensare che questa nuova tecnologia avrà un futuro brillante nel mercato dell’elettrificazione dei veicoli”.

Marelli Motorsport guarda alle tecnologie d’avanguardia

La tecnologia GaN apre nuovi orizzonti nell’ambito della progettazione dei convertitori di potenza, il campo nel quale la collaborazione punta su:

  • architetture multilivello ad alta efficienza;
  • gate driving;
  • parallelizzazione dei dispositivi affidabile ed ottimizzata;
  • tecnologie di condensatori ad alta frequenza e temperatura;
  • integrazione di condensatori e semiconduttori su circuiti stampati per ridurre i costi;
  • soluzioni di cooling avanzate.

Radu Bojoi, chairman del PEIC del Politecnico di Torino, ha commentato: “La collaborazione con Marelli è un’ulteriore dimostrazione dei molteplici vantaggi e sinergie possibili tra Università e Industria quando uniscono le forze nell’accelerare l’applicazione di nuove tecnologie mirate allo sviluppo di dispositivi all’avanguardia.”

Il concept study è iniziato nel 2021 e attualmente si trova nella fase di prototipazione, che prevede due fasi di sviluppo entro la fine del 2022.

Tecnologia GaN dalle corse alla produzione di serie

Il fornitore dei componenti in GaN selezionato per la fase di prototipizzazione è VisIC Technologies, uno dei leader mondiale nelle soluzioni al nitruro di gallio (GaN) per applicazioni ad alta tensione nel settore automotive.

“Il progetto con Marelli e il PEIC per lo sviluppo di inverter multilivello basati sul nitruro di gallio destinati ai veicoli elettrici rappresenta la svolta della tecnologia al nitruro di gallio nel settore automotive,” ha affermato Tamara Baksht, CEO di VisIC.

“La tecnologia D3GaN di VisIC è stata sviluppata per gli standard di elevata affidabilità dell’industria automotive, e offre le più basse perdite per RDS(on)”.

“Inoltre semplifica il sistema e permette l’utilizzo di soluzioni di propulsione convenienti e altamente efficienti. È sicuramente il prossimo passo nella propulsione elettrica dei veicoli”.

Lo sviluppo di componenti avanzati per il motorsport applicato ai veicoli elettrici da parte di Marelli Motorsport genererà uno know-how e un’acquisizione di competenze che saranno fondamentali per le future applicazioni sui veicoli elettrici di serie.