Gianfranco RIZZO | Progetti

IBRIDIZZAZIONE ED ELETTRIFICAZIONE DI AUTOVEICOLI CONVENZIONALI

Il progetto riguarda lo sviluppo di un sistema di apparecchiature, e delle relative tecniche e metodologie, finalizzate a trasformare autovetture tradizionali in veicoli ibridi solari. Il progetto ha caratteristiche di innovazione ed originalità, sia sulla base delle carenza di pubblicazioni nella letteratura libera su tale tipologia di veicolo che sulla scorta del brevetto sviluppato dai proponenti.Il gruppo di ricerca ha sviluppato un primo prototipo di kit di ibridizzazione solare, installato su una FIAT Punto Diesel. Il prototipo prevede l'inserimento di ruote motorizzate elettricamente sull'assale posteriore e l'integrazione di pannelli fotovoltaici su tetto-cofano, un pacco batterie addizionale a ioni di Litio ed un sistema di controllo, che preleva i dati attraverso la porta OBD.Il kit di trasformazione consente di ottenere su un veicolo tradizionale una buona parte dei benefici conseguibili con un veicolo ibrido nativo, quali la possibilità di recuperare l'energia della frenata e di ottimizzare l'uso dei due propulsori, permettendo inoltre di utilizzare l'apporto gratuito dell'energia solare.Il lavoro finora svolto, finalizzato in diverse pubblicazioni, ha consentito di verificare il funzionamento dei componenti e del prototipo, evidenziando nel contempo i punti aperti e le aree di ricerca. Nel corso degli ultimi anni di attività, è stato pubblicato un lavoro al World Congress IFAC 2014 relativo all'applicazione di tecniche di Dynamic Programming per determinare soluzioni di benchmark per il controllo del veicolo in diverse configurazioni di veicolo ibrido ed ibridizzato. Si è inoltre studiata e validata sperimentalmente una tecnica implementabile in real-time per determinare la marcia attiva e le condizioni di funzionamento a folle a partire dai dati rilevati dalla porta OBD. Si è poi studiato l'effetto dei ritardi di attuazione sulla guidabilità del veicolo, servendosi di un modello dinamico con simulazione del driver.E' stato infine presentato un articolo al Symposium IFAC AAC16 sulle strategie di frenata rigenerativa.Per la prosecuzione della ricerca sono previste le seguenti attività:- Determinazione di strategie di gestione energetica implementabili in real-time, e loro confronto con soluzioni di benchmark ottenute tramite tecniche di Dynamic Programming. Un primo lavoro è stato presentato al World Congress IFAC nel 2014. L'analisi andrà estesa ai casi di ricarica esterna della batteria (plug-in e/o solare).Andrà inoltre incluso nel modello il comportamento delle ruote posteriori corrispondente a strategie di frenata rigenerativa che tengano conto delle condizioni di aderenza delle ruote.- Analisi ed implementazione di tecniche ECMS (Equivalent Consumption Minimization Strategy) e A-ECMS (Adaptive Equivalent Consumption Minimization Strategy), adattate alla specificità della ricarica mista plug-in e solare e confronto con le soluzioni benchmark fornite dalla DP.- Analisi delle potenzialità di pilotaggio del veicolo relative al cablaggio diretto del pedale dell'acceleratore ovvero all'adozione di tecniche Drive-By-Wire. Esame delle limitazioni imposte sul rapporto Power Split relative alle due architetture.- Scelta ed acquisizione di un nuovo set di ruote motorizzate caratterizzate da minori ingombri assiali e loro integrazione con il sistema frenante. Caratterizzazione sperimentale delle ruote motorizzate su banco prova. Determinazione dei piani quotati del rendimento elettrico e del rumore acustico, e loro modellazione. Ottimizzazione delle strategie di frenata rigenerativa.- Scelta ed implementazione di un sistema di stoccaggio basato su batteria a ioni di litio, caratterizzato da ingombri e pesi inferiori rispetto all'attuale soluzione, e studio dei collegamenti ottimali con i pannelli fotovoltaici.- Sperimentazione su strada delle prestazioni del prototipo. Validazione sperimentale del modello matematico del veicolo ed identificazione dei parametri liberi e dei loro intervalli di confidenza.- Applicazione del kit ad una vettura dotata di motore ad accensione comandata.