Con un valore stimato di 2,8 miliardi di dollari nel 2024 e una crescita annua prevista del 10,1% fino al 2034, il mercato globale dei veicoli elettrici off-highway si sta affermando come uno dei segmenti più dinamici della transizione energetica industriale.
L’elettrificazione è oggi una soluzione tecnologicamente consolidata e perfettamente applicabile in ambiti quali cantieri, agricoltura e logistica industriale, dove efficienza energetica, riduzione delle emissioni, contenimento dei consumi e ottimizzazione degli spazi rappresentano parametri progettuali essenziali. L’alternativa elettrica ai tradizionali powertrain diesel non solo è realizzabile, ma si dimostra sempre più competitiva in termini di prestazioni e sostenibilità. Ciò è reso possibile dall’integrazione di elettronica embedded avanzata, sviluppata per offrire robustezza, efficienza operativa e adattabilità ai requisiti specifici dei veicoli off-highway.
L’elettronica embedded come infrastruttura funzionale dell’elettrificazione
Nei veicoli off-highway, l’elettronica embedded costituisce l’infrastruttura funzionale che consente il controllo e la gestione dell’intero sistema veicolo. Gestisce la trazione elettrica, la conversione dell’energia, il monitoraggio e la protezione delle batterie, l’alimentazione dei sottosistemi ausiliari e l’integrazione con i moduli di sicurezza e diagnostica.
Questa infrastruttura non può essere standardizzata. Le condizioni operative critiche — urti, polvere, cicli termici, vincoli di spazio — impongono soluzioni specifiche, progettate in funzione dell’architettura meccanica ed energetica del mezzo.
L’evoluzione dei semiconduttori di potenza: SiC e GaN
Un ruolo centrale è svolto dai semiconduttori wide bandgap (WBG), in particolare SiC (carburo di silicio) e GaN (nitruro di gallio). Questi materiali abilitano dispositivi di conversione più compatti, efficienti e termicamente robusti rispetto ai tradizionali IGBT o MOSFET in silicio.
Grazie alla possibilità di operare a frequenze di switching elevate e temperature superiori, SiC e GaN consentono di ridurre il volume e la massa dei convertitori di potenza, migliorando la densità energetica del veicolo. Questo è particolarmente critico nei veicoli elettrici off-highway, dove ogni centimetro cubo e ogni chilogrammo sono vincolanti.
L’approccio custom di Prima Electro: dall’idea alla validazione del prodotto finito
In un contesto tecnologico ad alta complessità, Prima Electro opera come ODM e system integrator, sviluppando architetture embedded su misura per una vasta gamma di applicazioni off-highway, caratterizzate da requisiti funzionali diversificati e ambienti operativi critici.
Il modello operativo di Prima Electro si basa su un approccio integrato che parte dalla co-progettazione con il cliente, tenendo conto dei vincoli reali di installazione, dei cicli di lavoro, delle condizioni ambientali critiche e degli standard normativi di riferimento. Questo approccio si traduce nello sviluppo congiunto di hardware e software, con soluzioni elettroniche su misura per la gestione della trazione elettrica, dei convertitori ausiliari DC/DC, della ricarica on-board, del controllo termico e dei sistemi di supervisione del veicolo. A supporto dell’intero ciclo di sviluppo, Prima Electro offre anche fasi rapide di validazione attraverso proof of concept su veicoli dimostratori, accompagnando il cliente fino all’industrializzazione della soluzione.
Questa metodologia ha trovato applicazione in diversi ambiti off-highway. L’azienda ha realizzato inverter di trazione ad alta efficienza per escavatori elettrici e mezzi da cantiere, convertitori compatti DC/DC ottimizzati per ambienti gravosi, sistemi di ricarica on-board ad alta densità di potenza e architetture modulari facilmente scalabili. Inoltre, ha implementato l’integrazione di dispositivi SiC in powertrain agricoli elettrificati, migliorando efficienza e gestione termica, e ha sviluppato piattaforme digitali per la diagnostica e il controllo remoto, basate su reti CAN e protocolli industriali standardizzati.
Il valore strategico di una progettazione su misura
Adottare una piattaforma embedded personalizzata significa trasformare vincoli tecnici in vantaggi competitivi. Rispetto a soluzioni general-purpose, l’elettronica custom:
- migliora l’efficienza energetica globale;
- riduce il Total Cost of Ownership (TCO) grazie a una manutenzione semplificata;
- ottimizza l’integrazione fisica e termica nel veicolo;
- consente la piena compatibilità con logiche di automazione e fleet management;
- risponde in modo preciso ai requisiti normativi regionali (EMC, sicurezza funzionale, interoperabilità).
L’elettrificazione dei veicoli off-highway richiede soluzioni progettate specificamente per applicazioni complesse e ambienti gravosi. Solo attraverso un approccio sistemico e personalizzato è possibile coniugare efficienza, affidabilità e scalabilità, rispondendo in modo concreto alle esigenze della transizione energetica nel settore.
