Testing avanzato di azionamenti elettrici, convertitori statici e macchine elettriche - TEST-eDRIVE

Traettoria tecnologica

Le strategie energetiche assunte a livello regionale, nazionale ed europeo individuano nell’elettrificazione dei trasporti una delle principali traiettorie tecnologiche della transizione energetica verso il progressivo aumento delle energia prodotta da fonti rinnovali contestualmente all’aumento della quota di energia elettrica negli usi finali.
In questo contesto il settore degli azionamenti elettrici (e-DRIVE) costituisce la tecnologia abilitante di riferimento. Infatti gli eDRIVE sono i componenti chiave dell’elettrificazione dei trasporti, sia come powertrain (azionamento di trazione o di propulsione), che per la generazione di elettricità a bordo (alternatori, starter/generator), che per i sistemi ausiliari (pompe, compressori, ventilatori, attuatori, ecc.). Il progetto si concentra sull’attività sperimentale per lo sviluppo di powertrain di veicoli elettrici/ibridi, di generatori e motogeneratori aeronautici e sugli attuatori elettrici dedicati alla sostituzione degli attuatori idraulici attualmente in uso a bordo di velivoli.
Accanto a ciò non va dimenticata l’implicazione energetica del piano nazionale Industria 4.0 che, sia pure pur con esigenze applicative diverse dal settore trasporti, impatta sullo sviluppo di azionamenti elettrici con caratteristiche prestazionali e necessità di testing confrontabili.

Descrizione dell'attività

La ricerca nel campo dei convertitori, macchine ed azionamenti elettrici implica la costruzione di prototipi dimostratori per la verifica sperimentale degli avanzamenti proposti. Le infrastrutture esistenti presso il DENERG presentano limiti in termini di taglia di potenza, velocità massima di rotazione, capacità di condizionamento ambientale (raffreddamento, regolazione della temperatura, vibrazioni). Questi limiti non consentono di cogliere appieno le opportunità di finanziamento della ricerca e di trasferimento tecnologico offerto dal contesto regionale, nazionale ed europeo.
L’obiettivo del progetto è di potenziare le infrastrutture di ricerca in grado di testare le prossime generazioni di azionamenti elettrici per applicazioni aeronautiche, automotive e per l’Industria 4.0.
I principali campi di applicazione del progetto proposto sono:
(1) More-Electric-Aircraft - sviluppo di equipaggiamenti e sistemi di bordo elettromeccanici di nuova generazione a bordo velivoli (generatori elettrici innovativi e relativi inverter), e sostituzione di attuatori idraulico-meccanici con attuatori elettrici.
(2) Veicoli Elettrici - sistemi di trazione alternativi elettrici (eDrive) e relativi componenti e sottosistemi di alimentazione elettronica e controllo, includendo i sistemi elettronici di potenza per la ricarica dei sistemi di accumulo con accoppiamento conduttivo o induttivo (wired/wireless chargers).
(3) Applicazioni industriali di produzione avanzata - sistemi di conversione elettromeccanica e sistemi elettronici di potenza ad alta efficienza.

Risultati attesi

Il progetto mira all’ampliamento ed ammodernamento delle attrezzature per il testing degli azionamenti elettrici, dei convertitori statici e delle macchine elettriche rotanti. Il cofinanziamento di dipartimento permetterà al gruppo di ricercatori coinvolti di aumentare la capacità di investimento nelle dotazioni del laboratorio di Enertronica, inclusa la possibilità di partecipare a bandi competitivi per il finanziamento di attrezzature per la ricerca. Per attrezzature si intende attrezzature scientifiche, hardware e software di gestione dell’hardware e delle attrezzature e di simulazione. I risultati attesi al termine dell’attività sono:
- ampliamento ed ammodernamento dei banchi prova esistenti, estendendo la capacità di test fino a 20 krpm e fino a 100 kW;
- miglioramento delle dotazioni di sicurezza e dell’accessibilità ai laboratori.

Parole chiave

1. e-motor
2. e-drive
3. Power electronics

Settore(i) ERC di riferimento

• PE7_2