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rapporti - Deliverable

Ottimizzazione di sistemi di propulsione ibrida serie

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Ottimizzazione di sistemi di propulsione ibrida serie

Analisi dello stato dell’arte dei veicoli ibrido-serie (elettrici con range extender), sia dal punto di vista tecnologico-industriale che dal punto di vista dei sistemi di controllo. Analisidi range extenders con motori a combustione interna, motori rotativi, microturbine e fuel celle di sistemi di controllo “rule-based” e “optimization-based”. Proposte progettuali per range extender portatile e sistema di controllo innovativo dedicato.

I veicoli con architettura di tipo “ibrido-serie”, ad oggi più noti come “veicoli elettrici con rangeextender”,sembrano poter rappresentare una tecnologia chiave in questa fase di mutamento della mobilità. A fronte della necessità sempre più stringente di sistemi efficienti e sostenibili, gli attuali veicoli a trazione elettrica rivelano infatti alcune difficoltà in termini di costo e funzionalità, faticando ad affermarsi sul mercato. La struttura “elettrico+range extender” concilia i vantaggi della trazione elettrica, utilizzata nella maggior parte delle missioni, con quelli dei motori a combustione, più economici e funzionali. L’interesse di RSE nei confronti di tale tecnologia è vivo già da qualche anno e mira a concretizzarsi con la predisposizione di alcune proposte progettuali innovative per il componente range-extender e per il criterio di controllo dello stesso, da trasporsi successivamente nella realizzazione di un eventuale prototipo. Il presente Rapporto descrive la attività svolta nell’anno di ricerca 2012, che ha avuto come oggetto l’analisi dello stato dell’arte del settore, sia da un punto di vista “industriale tecnologico”,sia da un punto di vista di “controllo e ottimizzazione”. In particolare, sono stati analizzatii modelli in fase commerciale o pre-commerciale realizzati da 15 produttori, che adottano soluzioni tecnologiche basate su motori a combustione tradizionale, motori rotativi, microturbine a gas e celle a combustibile. In termini di criteri di controllo, è stata effettuata una analisi in letteratura che ha portato alla selezione di 43 articoli, 14 brevetti, 9 report e 24 riferimenti web, che forniscono una sintesi esaustiva dello stato dell’arte. Sono state quindi effettuate alcune proposte progettuali preliminari. In termini tecnologici, si propone di valutare una soluzione di range extender portatile, di tipo “add-on”,che potrà essere basata su un motore a combustione interna o su una microturbina a seconda della finalità scelta: aumentare l’autonomia del veicolo, o ridurne il costo attraverso un opportuno ridimensionamento del pacco batterie. La scelta influenzerà notevolmente anche il grado di“trasportabilità” del componente. In termini di controllo, si propone una strategia appositamente ritagliata sulle peculiarità dell’architettura “ibrido-serie”, che tenga pertanto in dovuta considerazione non solo il costo del combustibile ma anche il costo dell’energia elettrica e dell’invecchiamento del sistema di accumulo.

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