Automotive: Dubai Brevetta i Motori Elettrici con Frenata Rigenerativa – Avvocato Carmine Coviello

DUBAI – L’efficienza è la chiave per la mobilità elettrica. I brevetti si concentrano sul miglioramento dell’efficacia con cui l’energia viene recuperata durante la frenata e sull’aumento della potenza e della densità energetica dei motori elettrici, utilizzando soluzioni puramente elettromeccaniche e di controllo di potenza.

Architettura Avanzata dei Motori Elettrici e la Gestione Termica

L’obiettivo è ottenere la massima potenza e coppia dal motore nel minor spazio e peso possibile. Per i brevetti sui Motori a Flusso Radiale/Assiale Ibridi, le invenzioni riguardano la geometria del motore elettrico per massimizzare la densità di potenza. I brevetti esplorano motori che combinano elementi a flusso radiale (tradizionale, per coppia elevata) con elementi a flusso assiale (piatti e compatti, per potenza). Questo design ibrido consente di sfruttare lo spazio interno della ruota o del telaio in modo più efficiente. I nuovi sistemi di Raffreddamento ad Immersione Diretta per prevenire il surriscaldamento delle bobine (che riduce l’efficienza e la vita del motore), vengono brevettati sistemi di raffreddamento che utilizzano fluidi dielettrici (non conduttivi) pompati direttamente all’interno dell’avvolgimento. Questo raffreddamento per immersione è più efficiente della tradizionale circolazione attorno all’alloggiamento, consentendo ai motori di funzionare a regimi di coppia e potenza più elevati.

Sistemi di Frenata Rigenerativa Ottimizzata

La massimizzazione del recupero energetico è fondamentale per l’autonomia del veicolo elettrico (EV). Nei protocolli di Miscelazione Frenante Idraulico-Elettrica, il brevetto principale in questo settore riguarda il controllo del blending (miscelazione) della frenata. Il sistema utilizza un microcontrollore per distribuire la forza frenante richiesta dal conducente: Prima, viene massimizzata la frenata rigenerativa (il motore agisce come generatore, rallentando l’auto e ricaricando la batteria). Solo se la rigenerazione non è sufficiente (es. in frenata di emergenza o a batteria piena), il sistema attiva in modo fluido i freni idraulici meccanici. Il brevetto garantisce una transizione impercettibile per il conducente e una risposta di frenata sempre ottimale, indipendentemente dallo stato della batteria. Recupero Energetico Adattivo in Discesa: Vengono brevettati sistemi che utilizzano sensori di pendenza e GPS (informazioni cartografiche) per pre-calcolare la richiesta di rigenerazione nelle lunghe discese. Questo previene il sovraccarico della batteria e gestisce il flusso di corrente in modo da massimizzare il recupero senza compromettere la salute termica del pacco batterie. Questi brevetti sui motori e la rigenerazione rappresentano la spinta di Dubai verso veicoli elettrici ad alta efficienza e prestazioni, in grado di operare efficacemente nel suo clima e nelle sue infrastrutture.

Dettagli Ingegneristici: Architettura di Motori Elettrici ad Alta Densità

Per ottenere il massimo dalla propulsione elettrica, è necessario che il motore produca la maggiore potenza e coppia possibile rispetto al suo peso e volume. Nel design dei Motori a Flusso Assiale (Axial Flux Motors), brevetti si concentrano sui motori a flusso assiale, che differiscono dai tradizionali motori a flusso radiale. In un motore a flusso assiale, il flusso magnetico scorre parallelamente all’asse di rotazione, permettendo una struttura più piatta e compatta. L’innovazione risiede nella gestione delle forze assiali e nell’uso di materiali compositi a base di resina per lo statore (la parte fissa) per ridurre il peso pur mantenendo l’integrità strutturale ad alte velocità di rotazione. Geometria del Rotore e Magneti Permanenti, la densità di potenza è direttamente correlata alla forza dei magneti. I brevetti avanzati utilizzano magneti permanenti (spesso Neodimio-Ferro-Boro, NdFeB) disposti in architetture geometriche specifiche (es. a V o a forcella). L’ingegneria delle lamiere dello statore è ottimizzata per concentrare il flusso magnetico e ridurre le perdite di energia per isteresi e correnti parassite (Eddy currents).

Gestione Termica a Immersione (Dielectric Fluid Cooling)

Con la dissipazione del Calore per Convezione Forzata, i brevetti introducono sistemi di raffreddamento che superano i limiti delle camicie d’acqua esterne. L’intero statore e i suoi avvolgimenti sono immersi in un fluido dielettrico (non conduttivo) a bassa viscosità. Questo fluido viene pompato direttamente attraverso o attorno ai conduttori in rame, asportando il calore in modo più efficiente. I brevetti si concentrano sul design dei micro-canali e delle cavità all’interno dello statore per garantire un flusso uniforme e laminare (non turbolento) del fluido raffreddante. Controllo Termico Ibrido, il fluido dielettrico, una volta riscaldato, viene fatto passare attraverso uno scambiatore di calore che può trasferire il calore in eccesso all’ambiente esterno o, in condizioni di freddo, può essere utilizzato per riscaldare rapidamente la batteria, ottimizzando le sue prestazioni in climi freddi o durante la ricarica rapida.

Meccanismi di Controllo della Frenata Rigenerativa (Brake Blending)

La chiave del successo di un EV è il blending fluido e ottimale tra la frenata rigenerativa (elettrica) e la frenata meccanica (idraulica), senza l’intervento complesso di un sistema di apprendimento. Nel sistema Brake-by-Wire con Emulatore, i brevetti utilizzano sistemi Brake-by-Wire (freno via cavo) in cui il pedale del freno non è collegato direttamente all’impianto idraulico. Un sensore misura la forza e la velocità di pressione sul pedale da parte del conducente. Microcontrollore del Blending, un microcontrollore dedicato analizza l’input del pedale e lo stato operativo del veicolo (velocità, stato di carica della batteria, temperatura dei motori). Utilizzando una matrice di lookup (tabella di calcolo) pre-programmata: Se la decelerazione richiesta è bassa o moderata, il microcontrollore ordina all’inverter di massimizzare la coppia rigenerativa sui motori. Se la decelerazione è elevata o se la batteria è satura, il microcontrollore invia contemporaneamente un segnale per attivare in modo proporzionale le pinze idrauliche meccaniche. Feedback Idraulico Emulato, il sistema deve garantire che il conducente senta la resistenza normale e progressiva del pedale. I brevetti includono attuatori elettrici sul pedale del freno che simulano la sensazione di pressione di un impianto idraulico tradizionale, offrendo un feedback costante indipendentemente dal fatto che l’azione frenante sia elettrica o meccanica.

Gestione Predittiva (non AI) della Rigenerazione

Ottimizzazione su Mappa e Pendenza, utilizzando sensori di inclinazione (inclinometri) e dati cartografici di elevazione, il sistema di controllo può predire una lunga discesa. Invece di limitare la rigenerazione per evitare il sovraccarico della batteria, il sistema può modulare il punto di frenata rigenerativa e, se necessario, distribuire la rigenerazione in modo più uniforme, o persino pre-attivare un leggero raffreddamento della batteria, per massimizzare l’energia recuperata durante l’intera discesa.

Questi sofisticati sistemi elettromeccanici e i loro protocolli di controllo garantiscono la massima efficienza energetica, stabilità e sicurezza operativa nei veicoli elettrici ad alte prestazioni.

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