Sistemi Ibridi di Propulsione
Sistemi Energetici ad Alta Efficienza Per Applicazioni di Trasporto
Il Trasporto stradale è quasi interamente dipendente dalle sorgenti fossilie è considerato responsabile di una significative e crescente fetta di emissione in atmosfera di CO2. Gli obiettivi della decarbonizazzione, della sicurezza e della qualità dell’aria in ambiente urbano possono essere raggiunti con lo sviluppo di nuovi sistemi di trasporto capaci di colmare il gap tra i combustibili fossili e la produzione di energia con più bassi consumi e ridotte emissioni.
Sistemi Ibridi di Propulsione
Questi sistemi sono tecnologie di tipo “range extender” applicate al trasporto elettrico, utilizzanti motori termici nel breve termine e fuel cells nel lungo termine.
I veicoli ibridi di tipo termo/elettrico rappresentano un’evoluzione dei veicoli tradizionali dotati di solo motore termico: il principale vantaggio della doppia propulsione è legato al contributo dell’alta efficienza tipica dei motori elettrici nelle fasi transitorie consentendo di far funzionare il motore termico in condizioni di massima efficienza e ampliando il range di autonomia rispetto al veicolo esclusivamente elettrico.
Sul lungo termine le fuel cells ad elettrolita polimerico alimentate ad idrogeno costituiscono una promettente alternativa al motore termico nell’ambito dei veicoli elettrici ibridi: essi sono caratterizzati da alta efficienza in un ampio range di condizioni di carico e dall’assenza di emissioni allo scarico.
Le attività di ricerca in Istituto Motori nel campo del power train ibrido sono condotte nell’ambito delle seguenti tematiche:
- studio di modelli di simulazione dei flussi energetici e sviluppo di strategie ottimali di controllo per differenti configurazioni di sistemi di propulsione termico-elettrica;
- progetto, realizzazione e caratterizzazione sperimentale di sistemi di fuel cells ad idrogeno;
- caratterizzazione sperimentale su cicli di guida di power train a fuell cells, analisi ed ottimizzazione dei flussi energetici e dell’efficienza energetica in funzione del livello di ibridizzazione tra i sistemi di bordo per la produzione di energia elettrica ed il suo immagazzinamento (dal range extender alla configurazione a piena potenza);
- studio sperimentale di differenti tipologie di batterie e di supercapacitori per l’immagazzinamento di energia elettrica a bordo di veicoli ibridi;
- studio dei processi catalitici per la produzione di idrogeno da combustibili liquidi e gassoso;
- studio delle tecnologie per l’immagazzinamento a bordo dell’idrogeno.
I laboratori disponibili includono sistemi a fuel-cell sistemi fino a 30 kW, electric drives fino a 80 kW, differenti tipi di batterie e supercapacitori, freni dinamici per la simulazione dei cicli di guida fino a 120 kW, limpianti di laboratorio per la produzione di idrogeno e per lo studio delle proprietà di assorbimento di materiali solidi per lo stoccaggio di idrogeno.
