Progetto Filiera Idrogeno. WP5a: Realizzazione di un veicolo a celle a combustibile WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni

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1 Progetto Filiera Idrogeno WP5a: Realizzazione di un veicolo a celle a combustibile WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni 1

2 Progetto Filiera Idrogeno WP5a: Realizzazione di un veicolo a celle a combustibile WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni 2

3 Background 1) Veicoli ibridi - il prototipo HyScooter ( ) Prototipo Power-train ibrido 3 3

4 Background 1) Veicoli ibridi - Da HyScooter a Piaggio HyS 4 4

5 Background 2) Veicoli a idrogeno - Progetto FRESCO ( ) H 2 tank Batteries for auxiliaries Supercapacitor Air compressor ECUs Electric Engine Fuel cell Radiator Engine crankcase 5

6 Background 2) Veicoli a idrogeno - Progetto FRESCO ( ) Bombola di idrogeno Pila a combustibile e ausiliari Batteria ausiliaria al litio - Macchina elettrica con convertitore integrato 6

7 Background 2) Veicoli a idrogeno - Progetto FRESCO ( ) 7

8 L obiettivo Idrogeno e pile Nella propulsione veicolare l idrogeno può essere usato per generare energia elettrica in pile a combustibile Veicoli ibridi I sistemi di propulsione di tipo ibrido sono un opzione interessante e disponibile subito per ridurre l impatto ambientale della propulsione veicolare L esperienza di Unipi L Università di Pisa ha un esperienza consolidata nella analisi e progettazione dei veicoli ibridi L obbiettivo: assemblare un veicolo ibrido con alimentazione elettrica a pile a combustibile ad idrogeno per ottenere un veicolo che non abbia alcuna penalizzazione di spazi e capacità di carico rispetto ad una versione sul mercato 8

9 Il Veicolo Veicolo per trasporto merci di piccole dimensioni: utilizzo ampio e crescente in ambito urbano (posta, medicine, acquisti on-line, ecc.) grandi vantaggi se ad emissioni nulle 9

10 La progettazione Steady-state Temperature map B at nominal speed and load 10

11 Il Test e l integrazione Sperimentazione sulla fuel cell 11

12 Il Test e l integrazione Monitoraggio della ba#eria Prelievo dei segnali interni ed elaborazione Sperimentazione sulla batteria Ba#eria Li)o- polimeri con forma e layout interno ad hoc per il veicolo Misuratori di alta precisione per verifica della qualità dei sensori integra) in ba#eria 12

13 Il Test e l integrazione Sistema di conver)tori due frazionatori e 1 inverter: 2x20 e 40 kw Macchina ele#rica in prova (sincrona a magne) permanen) interni; 35 kw di picco) Carico meccanico pilotato (simula il carico dovuto al veicolo e alla strada) Sperimentazione Sull azionamento propulsivo 13

14 Pronti per l installazione su veicolo

15 Pronti per l installazione su veicolo Tutto sotto il pianale!

16 Progetto Filiera Idrogeno WP5a: Realizzazione di un veicolo a celle a combustibile WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni 16

17 WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni L obiettivo I carichi ausiliari. Sono i carichi elettrici di bordo diverse dagli eventuali motori di propulsione (motore dell elica od elle eliche) che in talune navi sono elettrici. Le imbarcazioni. Le imbarcazioni da diporto di alta gamma alla fonda e, spesso, in porto alimentano oggi i carichi ausiliari attraverso i gruppi diesel => rumore ed emissioni! L obiettivo: realizzare un sistema di alimentazione degli ausiliari che li possa alimentare attraverso idrogeno e fuel cells, ad emissioni nulle in atmosfera e bassissimo rumore prodotto. 17

18 WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni L imbarcazione: Nave-laboratorio Alga la nave Alga di 25m, già nave vedetta. una volta ricondizionata e resa nuovamente idonea alla navigazione, verrà messa gentilmente a disposizione della Navicelli S.p.A. per utilizzi di Nave laboratorio 18

19 WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni Il sistema previsto Highlights L uso dell accumulo in idruri metallici è adatto all imbarcazione e consente un esperienza complementare a quella dell idrogeno in pressione nel veicolo Il sistema di controllo verso i carichi consentirà di studiare in futuro anche modalità di controllo della generazione in smart grids Attualmente l idrogeno si ricarica da terra, ma è stata studiata l opzione di generazione a bordo da reformer in navigazione 19

20 Idrogeno ma non solo Le esperienze del WP5 hanno consentito di realizzare un veicolo a propulsione a FC ad idrogeno (ibrido serie) senza penalizzaizione di ingombri e capacità di carico rispetto ad un veicolo presente sul mercato realizzare un sistema di alimentazione ausiliaria ad idrogeno per il miglioramento dell impatto ambientale di imbarcazioni alla fonda e in porto ma hanno consentito anche di sviluppare una macchina elettrica ed un sistema di convertitori adatti per un veicolo prodotto da Piaggio, azienda del territorio toscano, che potrebbe essere adottato per nuovi modelli sviluppare competenze nel controllo dei flussi energetici del veicolo ibrido serie che possono essere riutilizzate anche senza idrogeno, con un ibrido serie elettromeccanico potenziare i laboratori dell Università di Pisa che sono ora pronti per accogliere nuove ricerche realizzare il sistema di alimentazione che, interfacciandosi con un sistema trifase come quelli cittadini può essere riutilizzato per esperienze di smart grids 20

21 Progetto Filiera Idrogeno WP5a: Realizzazione di un veicolo a celle a combustibile WP5b: Alimentazione di carichi ausiliari di imbarcazioni Grazie per l attenzione!