Cesare PIANESE | Projects

SVILUPPO DI UN SISTEMA INNOVATIVO DI IBRIDIZZAZIONE SOLARE PER AUTOVEICOLI

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 (TTR Mild-Solar-Hybrid). 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 (frenata rigenerativa) e di ottimizzare l'uso dei due propulsori (termico ed elettrico), consentendo di limitare il funzionamento del motore tradizionale nelle zone di basso rendimento. Il kit permette inoltre di utilizzare l'apporto gratuito dell'energia solare, consentendo una ricarica gratuita della batteria sia durante la guida che nelle fasi di parcheggio.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. In particolare, 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. • Analisi ed implementazione di tecniche Rule-Based e di tecniche ECMS (Equivalent Consumption Minimization Strategy), adattate alla specificità della ricarica mista plug-in e solare.• 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, in modalità motore e generatore. Determinazione dei piani quotati del rendimento elettrico e del rumore acustico, e loro modellazione ai fini del controllo del veicolo. Ottimizzazione delle strategie di frenata rigenerativa.• Scelta ed implementazione di un sistema di stoccaggio energetico basato su batteria a ioni di litio, caratterizzato da ingombri e pesi inferiori rispetto all’attuale soluzione prototipale. Sviluppo e/o sperimentazione del sistema BMS (Battery Management System).• Sperimentazione su strada delle prestazioni del prototipo di veicolo con ibridizzazione solare. Validazione sperimentale del modello matematico del veicolo ed identificazione dei parametri liberi e dei loro intervalli di confidenza.• Analisi di scenario tesa a valutare le prospettive del sistema di ibridizzazione in funzione di possibili evoluzioni dei componenti in termini di prestazioni, pesi e costi.• Ulteriore applicazione del kit ad una vettura dotata di motore ad accensione comandata, per verificare la possibilità e le problematiche connesse a questo tipo di propulsione.