2 Indice
1. Introduzione 4
1.1. Incidenza del trasporto sull’inquinamento atmosferico 4
1.1.1. Le principali emissioni inquinanti 5
1.1.2. Il problema CO2 7
1.2. Pregi dei veicoli elettrici 9
1.2.1. Analisi Well to Wheel 9
1.2.2. Tipologia di veicoli elettrici: PEV e HEV 11
1.2.3. Integrabilità nel traffico urbano 13
1.3. Interventi tesi alla diffusione dei veicoli alternativi 13
2. Generazione elettrica a celle a idrogeno 15
2.1. Classificazione 15
2.2. Celle a elettrolita polimerico (PEMFC) 17
2.2.1. Principio di funzionamento 17
2.2.2. Schemi realizzativi 18
2.2.3. Membrana polimerica e struttura degli elettrodi 20
2.2.4. Gestione dell’umidità della membrana e del raffreddamento della cella 22
2.3. Parametri caratteristici 23
2.3.1. Tensione teorica e pratica di cella 23
2.3.2. Rendimento di cella 27
2.3.3. Valori tipici 32
2.4. Idrogeno 33
2.4.1. Generazione 34
2.4.2. Stoccaggio 36
2.4.3. Sicurezza 37
3. Sistema di accumulo al Litio 39
3.1. Principio di funzionamento 39
3.2. Aspetti costruttivi 41
3.3. Parametri caratteristici 42
3.3.1. Forza elettromotrice, Capacità, Rendimento 42
3.3.2. Valori tipici 45
3.4. Controllo e Gestione 46
3.4.1. Monitoraggio di tensione e corrente 46
3.4.2. Sicurezza 48
3
4. Modello matematico dell’Apparato propulsivo 49
4.1. Struttura 49
4.2. Logiche di controllo 51
4.2.1. Principio di funzionamento 51
4.2.2. Gestione energetica 54
4.3. Configurazioni esaminate 58
5. Definizione quantitativa dei parametri di simulazione 59
5.1. Criteri impiegati per la definizione dei parametri del modello 59
5.2. Profili di velocità imposti 60
5.3. Parametri dei sottosistemi 63
5.3.1. Veicolo 63
5.3.2. Azionamento 68
5.3.3. Stack e Ausiliari 74
5.3.4. Accumulo 99
6. Risultati e Analisi 111
6.1. Profili di velocità 111
6.2. Azionamento 114
6.3. Stack 120
6.3.1. Configurazione HEV 120
6.3.2. Configurazione PEV 124
6.4. Accumulo 128
6.4.1. Configurazione HEV 128
6.4.2. Configurazione PEV 131
7. Conclusioni 138
Bibliografia 140
Appendice 141
A.1. Parametri del veicolo 141
A.2. Parametri dell’Azionamento 142
A.3. Ausiliari del veicolo 144
A.4. Parametri dello Stack e degli Ausiliari di Stack 145
A.5. Parametri dell’Accumulo 155
