La ricarica dei veicoli elettrici entra in una fase di ripensamento grazie al progetto europeo HiPower 5.0, che punta a comprimere funzionalità e volumi dei caricabatterie di bordo. Al centro dell’iniziativa c’è il Fraunhofer IZM, responsabile della progettazione di un OBC da 22 kW con un ingombro di soli 4 litri, un passo avanti rispetto agli attuali 12 litri medi. Questo lavoro non è solo un esercizio di miniaturizzazione: mette insieme nuove tecnologie di potenza, tecniche di integrazione e una rete di partner europei per trasformare la ricarica dalle fondamenta.
Il progetto coinvolge 45 partner provenienti da dieci Paesi e riceve finanziamenti significativi dall’Unione Europea e da enti nazionali. Obiettivo dichiarato è creare una filiera europea di semiconduttori e elettronica di potenza che sia competitiva e applicabile non solo all’automotive ma anche al settore navale.
Il percorso combina ricerca sui materiali, design dei moduli e validazione industriale per ridurre perdite, raffreddamento e costi complessivi.
Limiti dei sistemi tradizionali e necessità di cambiare
I caricabatterie attuali, basati su silicio, stanno incontrando barriere sempre più nette su tre fronti: efficienza, dissipazione termica e ingombro. Le perdite elettriche generano calore, che a sua volta impone sistemi di raffreddamento più voluminosi; questi componenti occupano spazio e rendono difficile integrare OBC potenti su vetture compatte. In pratica, un aumento di potenza si traduce spesso in un aumento sproporzionato di dimensioni e complessità, limite che l’industria deve superare per diffondere ricariche più rapide e flessibili.
Perché il silicio mostra i suoi limiti
Il silicio ha proprietà consolidate ma non infinite: la gestione di correnti e tensioni elevate comporta perdite e stress termico che riducono l’efficienza complessiva.
Per questo motivo molte soluzioni tradizionali necessitano di componenti di raffreddamento e di circuiteria ridondante, aumentando costi e peso. Il progetto guarda quindi a alternative che possano offrire minori perdite elettriche, una termica più gestibile e, conseguentemente, un design più compatto.
La soluzione tecnologica proposta da HiPower 5.0
Per affrontare questi vincoli il consorzio ha scelto di impiegare semiconduttori al nitruro di gallio (GaN) bidirezionali sviluppati da Infineon. I dispositivi GaN bidirezionali consentono di gestire il flusso di potenza in entrambe le direzioni con un singolo componente, sostituendo coppie di semiconduttori e semplificando l’architettura. Questo si traduce in meno componenti, minori perdite e potenziali riduzioni di costo, oltre a facilitare la miniaturizzazione del modulo.
Integrazione elettronica come leva di rendimento
Oltre al materiale, il progetto punta su una strategia di integrazione avanzata: l’embedding dei componenti direttamente nelle schede a circuito stampato e la riduzione delle lunghezze dei collegamenti migliorano l’efficienza elettrica e la affidabilità. L’approccio sistemico permette di agire su tre variabili insieme: dimensioni, dissipazione termica e prestazioni, rendendo possibile inserire un OBC da 22 kW in spazi prima impensabili.
Prototipi, tempistiche e prospettive industriali
Un prototipo compatto da 22 kW era stato mostrato al PCIM Europe 2026, sebbene senza i GaN bidirezionali. Con HiPower 5.0 la novità è proprio la combinazione tra miniaturizzazione strutturale e semiconduttori di nuova generazione. Il programma è attivo da agosto 2026 fino a giugno 2028 e dispone di finanziamenti totali pari a 33,7 milioni di euro, con contributi nazionali come i 5,74 milioni di euro dal Ministero federale tedesco dell’Istruzione e della Ricerca e ulteriori 120.000 euro dalla Sassonia.
Oltre a migliorare l’elettronica per auto, il consorzio esplora applicazioni nel settore navale e lavora per costruire una filiera europea completa di semiconduttori ed elettronica di potenza. Se i risultati dovessero confermare le premesse, i veicoli elettrici potrebbero beneficiare di caricabatterie on board più piccoli, più efficienti e più economici, con ricadute positive sull’adozione di massa e sulla flessibilità d’uso.
