DALLA TECNOLOGIA SOSTENIBILE A UN NUOVO UMANESIMO

E-Mobility

E-Mobility

Energy systems: Power electronics and drives for electric vehicles

SCENARIO

L’introduzione dell’auto “full Electric”, cioè totalmente basata su propulsione elettrica, rappresenta una delle maggiori innovazioni tecnologiche degli ultimi anni che ha introdotto un concetto di piena sostenibilità ambientale ed energetica prima non considerato nella progettazione e produzione di veicoli. Ciò nonostante, ad oggi, il mondo della trazione “full electric” non ha ancora preso la quota di mercato che potenzialmente potrebbe avere a causa di alcune limitazioni tipiche di tali tipologie di auto. In dettaglio aspetti quali il costo, la rete, l’autonomia e le problematiche legate alla vita ed allo smaltimento delle batterie sono ad oggi alcuni dei fattori limitanti della grande diffusione dei sistemi “full electric”.

Ad oggi l’auto elettrica ha un costo di acquisto superiore a quello di una vettura tradizionale equipaggiata con motore a combustione interna. In aggiunta, per la mobilità elettrica, rimane comunque il punto critico della autonomia e del tempo di ricarica. In questa ottica, una rete di ricarica ultra veloce e capace di interagire con il veicolo durante una normale operazione di parcheggio od addirittura durante i momenti in cui il veicolo si trova in condizioni di bassissima velocità potrebbe diventare quindi fondamentale per una diffusione della mobilità elettrica. In ultimo, l’assenza di procedure consolidate per lo smaltimento o la rigenerazione delle batterie al litio presenti nelle autovetture introduce un ulteriore ostacolo verso una larga diffusione dei sistemi elettrici.

OBIETTIVI

In questo scenario il progetto E-Mobility mira ad una radicale innovazione di prodotto proponendo alcune soluzioni tecnologiche innovative capaci di migliorare gli aspetti critici dei veicoli full electric ed introdurre ulteriori innovazioni tecnologiche capaci di rendere l’auto elettrica il sistema di mobilità del futuro.

In dettaglio, il progetto, partendo dalla analisi del parco auto “full electric” oggi presente sul mercato e considerando le prestazioni motoristiche e di autonomia delle auto leader del settore, propone l’introduzione di un nuovo sistema di power train, composto da motori e drive motor innovativi capaci di garantire migliori prestazioni motoristiche e di efficienza energetica.

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TECNOLOGIE

In particolare il progetto propone l’introduzione di nuovi sistemi di battery management systems (BMS), sia dal punto di vista delle logiche di uso che dal punto di vista dell’hardware realizzativo, per il miglioramento della efficienza complessiva del veicolo. Il comportamento di tali sistemi sarà oggetto di sperimentazione attraverso l’utilizzo di diversi tipi di sistemi di batterie che saranno caratterizzate in diversi scenari ambientali e d’uso per avere preziosi riferimenti prestazionali e di manutenzione predittiva per tali sistemi. Per essi saranno anche esplorati degli innovativi aspetti gestionali e di manutenzione legati al riciclo delle batterie. Un ulteriore scenario di novità riguarda la realizzazione di un innovativo gateway multicanale per la completa interconnessione dell’auto a piattaforme tecnologiche che permettano in futuro il miglioramento delle condizioni di guida, processi manutentivi in ottica predittiva, accesso al veicolo quando si trova in condizioni di non funzionamento (e-diagnosi) e multimedialità.

Una radicale innovazione proposta dal progetto è poi legata agli aspetti relativi alla rete di ricarica ed in generale alla infrastruttura di ricarica. Il progetto ha come ambizioso obiettivo quello di realizzare una infrastruttura di ricarica totalmente innovativa, denominata ULTRA-FAST, capace di ridurre drasticamente i tempi attuali di ricarica di un veicolo. La stazione potrà essere alimentata dalla rete elettrica in modalità ON/GRID, ma garantirà identiche prestazioni funzionali quando sarà completamente alimentata da fonti rinnovabili quali l’eolico, il fotovoltaico ed i moderni sistemi di co-generazione.

In quest’ottica sarà realizzato un dimostratore tecnologico totalmente alimentato da sistemi rinnovabili. In parallelo, per l’ottimizzazione delle infrastrutture di ricarica, il progetto esplorerà le possibilità offerte dai sistemi di ricarica induttiva sia statica che dinamica proponendo la realizzazione di un prototipo in scala per i sistemi statici e di una innovativa modellazione elettromagnetica dei sistemi di ricarica

Lo scopo è affrontare aspetti, finora non ancora esplorati, quali: il dimensionamento dei sistemi dinamici, la possibilità di ricaricare il veicolo durante le fasi di marcia lenta dello stesso, la possibilità di studiare i meccanismi di tariffazione, la possibilità di utilizzare tali sistemi di ricarica come sistemi di energia ausiliare durante i tratti a forte pendenza con lo scopo di migliorare il tempo di vita dei sistemi “full electric”. L’insieme delle innovazioni proposte rappresenterà un radicale beneficio per lo sviluppo della mobilità totalmente elettrica in uno scenario di ottime prestazioni motoristiche e di totale sostenibilità ambientale.

PIANI INTEGRATI

COMPLEMENTARIETÀ TECNOLOGICA E FUNZIONALE: INTEGRAZIONE TRA I PIANI

Elenco dei PIANI B

Piani progettuali per la realizzazione di progetti di R&S di tipo cooperativo tra imprese ed organismi di ricerca

PIANO B | A-MOBILITY

In tale ottica, il progetto A-Mobility intende sviluppare e sperimentare nuove soluzioni per migliorare le performance dei veicoli autonomi e connessi in particolari scenari di manovra e condizioni di traffico sfruttando informazioni eterogenee provenienti sia dai sensori installati a bordo veicolo che da infrastrutture intelligenti grazie all’introduzione della comunicazione V2X al fine di promuovere una maggiore sicurezza sulle strade e una maggiore sostenibilità ambientale della mobilità. In particolare, il progetto di ricerca e sviluppo si pone come obiettivo quello di migliorare le attuali tecnologie sia in termini di sensoristica da installare a bordo vettura che di elaborazione delle informazioni provenienti da fonti eterogenee.

PIANO B | C-MOBILITY

L’obiettivo del progetto è aumentare la consapevolezza di ciò che avviene nell’ambiente di guida, riducendo i tempi di rilevazione e reazione a eventi di potenziale rischio (es. la presenza di un pedone sulla carreggiata) e migliorando il mutuo coordinamento delle manovre ai veicoli.

PIANO B | E-MOBILITY

In questo scenario il progetto E-Mobility mira ad una radicale innovazione di prodotto proponendo alcune soluzioni tecnologiche innovative capaci di migliorare gli aspetti critici dei veicoli full electric ed introdurre ulteriori innovazioni tecnologiche capaci di rendere l’auto elettrica il sistema di mobilità del futuro.

PIANO B | F-MOBILITY

Il progetto F-Mobility ha come obiettivo la messa a punto di metodi e modelli per la progettazione di nuove soluzioni architetturali per la realizzazione di veicoli con propulsione puramente elettrica in volumi elevati, costi sostenibili e prezzi competitivi in uno scenario di mercato post 2024.

PIANO B | H-MOBILITY

Il progetto mira allo sviluppo di una piattaforma modulare a peso ridotto per veicoli con alimentazione ibrida governata da una motorizzazione elettrica alimentata da energia prodotta da fuel cell. In tale percorso saranno opportunamente analizzati, definiti e opportunamente sviluppate nella relativa integrazione specifiche tecnologie di lavorazione.

PIANO B | P-MOBILITY

In questo quadro il progetto P-Mobility mira all’integrazione funzionale di tutte le tecnologie che saranno istallate e presenti sul Comune di Lioni all’interno del progetto Borgo 4.0 e alla loro coesistenza in un ambiente tecnologico, al fine di contribuire alla creazione di un unico ed intero ecosistema di servizi evoluti finalizzati alla realizzazione di nuove modalità di interazione dell’utente con i mezzi di trasporto.

P-Mobility si propone dunque di sviluppare un’innovativa soluzione modulare aperta ed Opensource, basata sull’integrazione e la collaborazione tra le varie tecnologie di prossimità e altre tecnologie IoT, in grado di abilitare un intero ecosistema di servizi di prossimità.