Progettare il parco veicoli pesanti del futuro
Alla luce del Green Deal europeo, negli ultimi anni l’efficienza del consumo di carburante è migliorata. Ciononostante, i veicoli pesanti sono tuttora responsabili di più o meno un quarto delle emissioni di CO2 generate dal trasporto su strada nell’UE. Il pionieristico consorzio composto da 10 membri del progetto ORCA, finanziato dall’UE, ha sviluppato una metodologia di progettazione del gruppo propulsore modulare e scalabile destinata ai veicoli pesanti altamente elettrificati.
Prototipi dal futuro
Il team di ORCA ha raggiunto il proprio obiettivo di sviluppare un autobus ibrido multimodale Iveco e un camion ibrido di distribuzione Volvo con un’autonomia totalmente elettrica estesa dai 10 km ai 30 km. Entrambi i veicoli sono dotati di innovativi sistemi ricaricabili di stoccaggio dell’energia per veicoli elettrici ibridi ricaricabili che sono stati appositamente concepiti per ogni applicazione di veicolo. Grazie all’impiego di sistemi di controllo avanzati, essi sono caratterizzati da un campo di funzionamento più ampio nelle zone a basse emissioni. «Sulla base delle nostre conoscenze in merito all’ingegnerizzazione e alla gestione dell’energia di veicoli pesanti e relativi componenti, alla modellizzazione informatica avanzata e a tutte le fasi inerenti alla guida del veicolo, abbiamo ottimizzato e convalidato il gruppo propulsore e il consumo energetico degli stessi», spiega René Corbeij, coordinatore del progetto.
Maggiore autonomia, più verde e migliore
Il principale vantaggio fornito dalla soluzione di ORCA è rappresentato dagli elevati livelli raggiunti in termini di elettrificazione. Le prestazioni migliorate delle batterie a livello di potenza e densità energetica, nonché di costi, consentono di realizzare piattaforme di veicoli in grado di stoccare una quantità di energia più elevata, agevolando così l’aumento dell’autonomia elettrica. Inoltre, concentrare l’attenzione su un funzionamento maggiormente nella media del motore a combustione interna, piuttosto che sui requisiti del veicolo per quanto concerne la potenza di picco, apporta benefici quali un aumento dell’efficienza del carburante e una riduzione delle emissioni. I partner hanno completamente ridefinito e ottimizzato l’architettura del sistema multimodale di cui sono dotati i veicoli. Alcuni componenti del convertitore CC-CC adatti a reti a 24 volt e un caricabatterie a bordo in grado di ricaricare in modo più rapido sono stati essenziali per realizzare una topologia innovativa che permette un concetto di platforming e la standardizzazione. ORCA ha inoltre sviluppato con successo un quadro di simulazione per il miglioramento e l’analisi delle prestazioni mediante l’ottimizzazione della configurazione del gruppo propulsore e dei relativi componenti ai fini della progettazione e del controllo. Questo approccio ha velocizzato svariate fasi, come quelle associate a progettazione, sviluppo, verifica e convalida.
L’allineamento del mondo industriale con quello accademico
ORCA è un esempio della magia che può nascere da una cooperazione ad alta intensità tra l’industria e varie istituzioni di ricerca. Daria Manushyna, assistente di ricerca presso il Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF, ha apprezzato in particolare la collaborazione con i partner internazionali: «Siamo riusciti a scambiare informazioni e a discutere dei risultati in un modo molto costruttivo e affidabile». Alessandro Bernardini, direttore del reparto di Tecnologie di elettrificazione presso Iveco, aggiunge: «L’obiettivo di questo progetto, oltre alla produzione del prototipo, riguarda il completamento dell’intera fase di apprendimento, che comprende anche quello tramite errori». Alcune delle tecnologie che sono state studiate, inventate e applicate nell’ambito del progetto ORCA sono già state implementate e saranno pronte per la commercializzazione a partire dal 2022. Si prevede che queste convenienti innovazioni chiave incentiveranno e promuoveranno significativamente la concorrenza per raggiungere la leadership europea a livello ingegneristico e tecnologico nel campo dei veicoli ibridi.
Parole chiave
ORCA, veicolo pesante, energia, emissioni, stoccaggio dell’energia, autonomia elettrica, ibridazione, prestazioni
