OBIETTIVO

Obiettivo del Corso è fornire nozioni sugli impianti elettrici presenti a bordo dei veicoli stradali, nelle seguenti tipologie di propulsione: convenzionale (basati su motore a combustione interna), elettrica (alimentati da accumulatore elettrochimico), ibrida, (alimentati da più fonti energetiche), a fuel cells (con generazione elettrica a fuel cells).

L’insegnamento è progettato per complementare le nozioni ad ampio spettro ricevute dagli allievi nell’insegnamento di Meccatronica ed è premessa per approfondimenti successivi sui sistemi ferroviari.

Nel seguito di elencano gli argomenti di lezione ed esercitazione. Le durate riportate in corrispondenza degli argomenti potranno essere differenti di anno in anno, in relazione dal background della classe.

 

ARGOMENTI DI LEZIONE (36h)

Introduzione (4h)

  • Modalità del trasporto persone e merci; Unità di misura delle tipologie di trasporto;
  • Impatti energetici e ambientali delle diverse tipologie di veicoli analisi LCA-WTW
  • Indagine ambientale globale; metodologia ed esempi

Veicoli con propulsione tradizionale (4h)

  • Il sistema di alimentazione degli ausiliari; schemi convenzionali ed innovativi;
  • basi elettrotecniche dell'accensione comandata
  • avviamento del MCI

Azionamenti propulsivi veicolari (6h)

Partendo dalla formazione di base dei vari sistemi propulsivi disponibili forniti dall’insegnamento di Meccatronica, si entra in maggior dettaglio nei seguenti sistemi propulsivi, maggiormente utilizzati:

  • aziona­menti in corrente continua,
  • in corrente alternata trifase basati su macchina asincrona
  • e su macchina sincrona, con particolare attenzione a quelle a magneti permanenti.

La conoscenza di questi argomenti verrà utilizzata per l’analisi successiva dei veicoli a propulsione elettrica a batteria ed ibrida.

 

Sistemi di accumulo elettrochimico (5h)

Si discutono le peculiarità dei vari sistemi di accumulo elettrochimico, con particolare attenzione dedicata agli accumulatori più usati (piombo, litio). Problematiche relative alla ricarica e all’equalizzazione delle celle; Stima dello stato di carica e delle prestazioni; modelli matematici Nozioni sui supercondensatori.

La conoscenza di questi argomenti verrà utilizzata per l’analisi successiva dei veicoli a propulsione elettrica a batteria ed ibrida.

 

Veicoli con propulsione elettrica a batteria (3h)

Tipologie realizzative dal punto di vista dell’architettura propulsiva (disposizione delle parti, scelta del tipo di azionamento

Scelta della tipologia di batteria più adeguata; diagrammi di Ragone; accumuli ibridi

 

Veicoli con propulsione ibrida e diesel-elettrica (9h)

Tassonomia e classificazioni; esempi commerciali

Sistemi di gestione energetica

Aspetti progettuali

Propulsione diesel-elettrica

 

L’uso dell’idrogeno e la propulsione a fuel cells (5h)

Vantaggi e svantaggi dell’uso dell’idrogeno come fonte energetica per la propulsione; il problema della produzione e dello stoccaggio

Le celle a combustibile: principio di funzionamento; reazioni chimiche di riferimento; curva tensione-corrente; aspetti costruttivi e di efficienza

 

ARGOMENTI DI ESERCITAZIONE (24 h)

Obiettivo

L’obiettivo delle esercitazioni è di aggiungere concretezza agli argomenti svolti a lezione, in particolare per quanto riguarda la propulsione elettrica ed ibrida.

gli allievi ritroveranno nelle esercitazioni gli andamenti ottenuti con l’analisi teorica, ma con molta maggiore dovizia di particolari: gli andamenti della teoria dovranno risultare essere una versione semplificata di quelli reali, i quali sono emulabili con notevole dettaglio attraverso le simulazioni.

Per quanto riguarda in particolare i veicoli ibridi sarà possibile verificare gli effetti delle strategie di gestione energetica analizzate a lezione.