06/07/10

PILLOLA ELETTRICA N. 6

Fuel Cell Electric Vehicle

Una vettura a idrogeno con fuel cell (FC) è, di fatto, un’auto elettrica con produzione a bordo dell’energia elettrica attraverso le FC alimentate dall’idrogeno stoccato nel serbatoio.

Rispetto ai motori a combustione interna (MCI), le FC hanno un rendimento “nominale” decisamente più elevato e pressoché costante ai diversi regimi del motore elettrico (ME); quindi nel funzionamento reale la differenza tra il rendimento di un’auto con FC e quello di un’auto con MCI (fortemente legato al numero di giri) è decisamente più significativa rispetto ai valori nominali.

Nei FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle), sono possibili due diverse configurazioni: “diretta” e “ibrida”. Nella configurazione diretta non sono presenti sistemi di accumulo dell’energia elettrica e il ME è alimentato direttamente dell’energia elettrica prodotta dalle FC. In quella ibrida invece, sono presenti dei sistemi di accumulo dell’energia elettrica: accumulatori, supercondensatori o entrambi. Il termine ibrido in questo caso è riferito al sistema di alimentazione dell’unico motore di trazione presente (quello elettrico).

La configurazione diretta presenta potenzialmente migliori rendimenti, proprio per l’assenza dei sistemi di accumulo dell’energia elettrica che inevitabilmente introducono delle perdite nei flussi energetici dal serbatoio alle ruote. Nel caso di configurazione diretta il rendimento alle ruote è del 44 % circa, avendo considerato i seguenti valori dei rendimenti: FC 55 %, inverter 95 %, motore elettrico 92 % e un assorbimento dei sistemi ausiliari pari al 3 % dell’energia elettrica erogata dalla FC e perdite di trasmissione meccanica pari al 7 %. Questa soluzione presenta inoltre il vantaggio di ingombri e pesi minori sempre grazie all’assenza di sistemi di accumulo dell’energia elettrica.

Nelle configurazioni ibride, la presenza degli accumulatori e/o dei supercondensatori, porta il rendimento alle ruote al 41 % circa, considerando un rendimento di carica e scarica del sistema di accumulo pari al 90%.

Occorre notare però che non tutta l’energia assorbita dal ME passa necessariamente attraverso i sistemi di accumulo potendo il motore essere alimentato direttamente dall’energia elettrica prodotta dalle FC e, soprattutto, che la presenza degli accumulatori (o supercondensatori) permette il recupero dell’energia in frenata con conseguente aumento del rendimento effettivo.

Tags: idrogeno , energia elettrica , zero emissioni , auto elettrica , celle a combustibile , efficienza energetica , ibrido

Fonte: GRA – Gruppo di Ricerca Automotive del CIRPS – Centro Interuniversitario di Ricerca per lo Sviluppo sostenibile della Sapienza Università di Roma.

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