FEDERICO MILLO

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Professore Ordinario (L.240)

Coordinatore (Collegio di Dottorato ENERGETICA)
Membro Centro Interdipartimentale (CARS@PoliTO - Center for Automotive Research and Sustainable Mobility)

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Gruppi di ricerca Gruppo di Ricerca E3
Progetti di ricerca

Finanziati da bandi competitivi

  • H2ICE: development of a hydrogen fueled hybrid powertrain for urban buses, (2022-2025) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Nazionale - PRIN

    ERC sectors

    PE8_5 - Fluid mechanics, hydraulic-, turbo-, and piston engines

    SDG

    Obiettivo 7. Assicurare a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni|Obiettivo 9. Costruire un'infrastruttura resiliente e promuovere l'innovazione ed una industrializzazione equa, responsabile e sostenibile|Obiettivo 11. Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, duraturi e sostenibili|Obiettivo 13. Promuovere azioni, a tutti i livelli, per combattere il cambiamento climatico*|Obiettivo 17. Rafforzare i mezzi di attuazione e rinnovare il partenariato mondiale per lo sviluppo sostenibile

    Abstract

    The H2ICE project aims at the development of an innovative hybrid powertrain for urban buses, based on a hydrogen fueled Internal Combustion Engine (ICE), capable of providing a zero CO2 and near zero criteriapollutant emissions solution, with a significant cost saving (up to one order of magnitude at time of writing) if compared with other zero emissions powertrains, such as Fuel Cell Electric Vehicles (FCEVs).The project will focus on the development of a new generation of hydrogen fueled ICEs, designed to be operated with ultra-lean mixtures, thus achieving extremely low NOx emissions (below 0.05 g/kWh), along withunprecedented efficiency values (above 42%). These figures make these new engines extremely promising candidates for urban buses applications, for which a quite limited range is typically requested, and tank refuelingis not an issue, since it is possible for captive fleets to centralize the fuel stations in a single hub. Moreover, these already outstanding efficiency values could be further enhanced by the synergic combination with hybridpropulsion technologies, that are particularly suitable for urban buses applications, for which series hybrid could significantly benefit from energy recovery through regenerative braking, as well as from a substantialdownsizing of the ICE, since vehicle acceleration performance can be decoupled from engine power output.However, the full exploitation of the potential of such a hybrid powertrain requires a substantial enhancement of the state of the art, since several challenging issues have to be addressed. In particular, the control of thefuel injection and of the combustion process is extremely challenging, due to the high risk of backfire in case of port fuel injection and to the complexity of managing mixture formation through the supersonic flow of thegaseous fuel in case of direct injection, as well as to the need of identifying a “sweet spot” in the ultra-lean combustion region which could allow extremely low NOx emissions along with high combustion efficiencies.Specifically designed combustion diagnostic techniques will therefore be developed, for knock and misfire detection. Moreover, to further enhance the engine efficiency, different Waste Heat Recovery (WHR) systems willbe carefully scrutinized, including both Organic Rankine Cycle (ORC)-based recovery units as well as electric turbo-compounding. Finally, a Selective Catalytic Reduction (SCR) aftertreatment system will be developed tobring already low engine-out NOx to near-zero emissions levels. At powertrain level, advanced energy management strategies, fully exploiting V2X communication, will be developed.In conclusion the performance of the whole hybrid hydrogen fueled propulsion system will be assessed on a virtual test rig over several Real Driving Emission (RDE) tests, targeting to achieve a hydrogen fuel consumptionof about 0.1 kg/km, which can successfully compete with a FCEV at a much lower cost.

    Strutture interne coinvolte

  • PHev towards zerO EmissioNs & ultimate ICE efficiency , (2021-2024) - Responsabile Scientifico

    Ricerca UE - H2020 - Societal Challenges - Transport

    ERC sectors

    PE2_14 - Thermodynamics

    SDG

    Obiettivo 13. Promuovere azioni, a tutti i livelli, per combattere il cambiamento climatico*

    Abstract

    PHOENICE aims at developing a C SUV-class plug-in hybrid (P1/P4) vehicle demonstrator whose fuel consumption and pollutant emissions will be jointly minimized for real world driving conditions. This development will require the optimisation of a highly efficient gasoline engine, relying on a dual dilution combustion approach with excess air and EGR, synergizing an innovative incylinder charge motion with high pressure injection, novel ignition technologies, and an electrified turbocharger particularly relevant for hybrid architectures. The potential of alternative fuels produced by P2X processes will also be considered. To achieve the targeted near-zero emissions in transient conditions specific to PHEV in real driving conditions, the demonstrator vehicle will be equipped with a complete and dedicated after-treatment system including an electrically heated catalyst, a SCR and a GPF for abating NOx, particle number down to 10 nm, and non-regulated gaseous emissions. The vehicle overall efficiency will be increased with an exhaust waste heat recovery system for generating an additional electric power contribution for cabin heating or cooling, or for reducing the switch-on time of the internal combustion engine in cold conditions, thereby limiting the engine-out pollutant emissions such as particles. Virtual methods will be employed to reduce the calibration time of all the vehicle sub-systems. The vehicle control will use all the flexibility of the hybrid architecture and sub-systems to lower in real time the driving emissions and fuel consumption. Technologies developed in PHOENICE will achieve a TRL 7 paying a specific attention to cost, industrialization, and to the use opportunity for various vehicle classes so as to maximize the economic and environmental impacts. This project will support the European automobile industry in the medium term and speed up the transition towards a more environmentally friendly mobility in terms of air quality and GHG emissions.

    Strutture interne coinvolte

  • Optimization of a 48 V hybrid architecture for a passenger car, (2018-2018) - Responsabile Scientifico

    Ricerca da Enti privati e Fondazioni

    Abstract

    CLUSTER: Electrified propulsion

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FCA Italy S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • Advanced Combustion Process for High efficient Spark Ignited Engines, (2017-2017) - Responsabile Scientifico

    Ricerca da Enti privati e Fondazioni

    Abstract

    Optimization of water injection through experimental and numerical investigations

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FCA Italy S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • Advanced combustion processes for high efficient Spark Ignition Engines, (2016-2016) - Responsabile Scientifico

    Ricerca da Enti privati e Fondazioni

    Abstract

    Support the development of turbocharged, downsized highly efficient spark ignition engines, gathering a deeper understanding of abnormal combustion phenomena and further extending the development of reliable models for s.i. combustion and knock prediction, including the effects of water injection, rolling cylinder deactivation, advanced ignition systems.

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Strutture interne coinvolte

  • Sviluppo di una nuova generazione di sistemi di propulsione, (2016-2020) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Regionale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FEV ITALIA SRL

    Strutture interne coinvolte

  • Cylinder Set Strategy, (2016-2019) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Regionale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • General Motors

    Strutture interne coinvolte

  • Advanced combustion processes for high efficient Spark Ignited Engines, (2015-2015) - Responsabile Scientifico

    Ricerca da Enti privati e Fondazioni

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Strutture interne coinvolte

  • IDEA, (2013-2015) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Regionale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • Regione Piemonte
    • PUNCH Torino S.p.A.
    • ASSOCIAZIONE URBAN@IT - CENTRO NAZIONALE DI STUDI PER LE POLITICHE URBANE

    Strutture interne coinvolte

  • IMPIEGO DI MISCELE DI BIOCOMBUSTIBILI DI NUOVA GENERAZIONE IN MOTORI AUTOMOBILISTICI DIESEL COMMON RAIL DI PICCOLA CILINDRATA , (2011-2013) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Nazionale - PRIN

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Strutture interne coinvolte

    • Dipartimento di Energetica
  • AUTOBUS MODULARI SU PIATTAFORMA ECOLOGICCA A RECUPERO DI ENERGIA, (2010-2013) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Regionale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FINPIEMONTE S.p.A.
    • POLITECNICO DI TORINO - AMMINISTRAZIONE CENTRALE
    • PININFARINA S.p.a.

    Strutture interne coinvolte

  • Metodologie per l'ottimizzazione del processo di combustione in motori diesel alimentati con miscele di gasolio e biodiesel, (2008-2010) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Nazionale - PRIN

    Abstract

    Methodologies for the Optimization of the Combustion Process in High-Speed Diesel Engines Running with Diesel/Biodiesel FuelMixtures

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Strutture interne coinvolte

    • Dipartimento di Energetica
  • SOFTECOP - SUNFLOWER RAW OIL AS A BIOFUEL TECHNOLOGY FOR COMBINED HEAT AND POWER PLANTS: AN APPLICATION FOR DISTRICT HEATING, (2007-2010) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Regionale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINO
    • ECOTERMICA SERVIZI S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

    • Dipartimento di Energetica
    • Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica
  • METODOLOGIE PER L'OTTIMIZZAZIONE DI INIEZIONI MULTIPLE DI COMBUSTIBILE IN MOTORI DIESEL VELOCI, (2004-2006) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Nazionale - PRIN

    Abstract

    METHODOLOGIES FOR THE OPTIMIZATION OF MULTIPLE FUEL INJECTIONS IN HIGH-SPEED DIESEL ENGINES

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Strutture interne coinvolte

    • Dipartimento di Energetica
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Finanziati da contratti commerciali

  • Methodologies, to support the development, through numerical simulations, of innovative traction systems capable to maximize both the performance and the efficiency of the next generation of hypercars, (2022-2023) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • CROAZIA
    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • BUGATTI RIMAC d.o.o.

    Strutture interne coinvolte

  • Sperimentazione su autoveicoli con diversi tipi di tecnologia propulsiva e l’analisi critica dei relativi dati ai fini di analizzare lo stato dell’arte delle tecnologie di gestione energetica, (2021-2022) - Responsabile Scientifico

    Concorso oneri ricerca commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FEV ITALIA SRL

    Strutture interne coinvolte

  • Analisi su sistemi 12V Aeristech, (2018-2018) - Responsabile Scientifico

    Consulenza commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • ROECHLING AUTOMOTIVE SRL

    Strutture interne coinvolte

  • Analisi CFD-3D del processo di combustione in motore ad accensione controllata ad alte prestazioni e delle sue anomalie, (2018-2019) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PowerTech Engineering s.r.l.

    Strutture interne coinvolte

  • Analisi comparativa sistemi di sovralimentazione ad azionamento elettrico (e-Boost) a 12 ed a 48 volt, (2017-2018) - Responsabile Scientifico

    Consulenza commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • ROECHLING AUTOMOTIVE SRL

    Strutture interne coinvolte

  • analisi tool simulazione numerica CO2MPAS per la determinazione delle emissioni di CO2, (2017-2017) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FCA Italy S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • 3D CFD Combustion System Optimization - simulation capability growth, (2017-2017) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PUNCH Torino S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • Experimental tests at engine test bench to assess the potentialities ofthermal insulation on diesel engines , (2017-2017) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PUNCH Torino S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • Experimental assessment of hollow valves performance, (2016-2016) - Responsabile Scientifico

    Consulenza commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • EATON S.r.l.

    Strutture interne coinvolte

  • GT-Power 1-D kinetics modeling improvementsof LNT systems for CSS Diesel development and 1-D kinetics parameters set estimation optimization algorithms, (2016-2016) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PUNCH Torino S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • Isolamento termico dei motori, (2016-2016) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PUNCH Torino S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • Analisi critica sviluppo nuove camere di combustione per motori ad iniezione diretta di benzina, (2016-2016) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FERRARI S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • GT Power - 1 D kinetics modeling and experimental characterization of the following aftertreatment diesel catalytic, (2014-2014) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PUNCH Torino S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • SVILUPPO MODELLI DI SIMULAZIONE NUMERICA 1D -CFD PER MOTORI ALIMENTATI A SYNGAS, (2011-2011) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • MECAPROM VEHICLES &amp
    • POWERTRAIN SYSTEM ITALIA SRL

    Strutture interne coinvolte

  • RINNOVO CONTRATTO DI RICERCA 102/2010 RIGUARDANTE LA SIMULAZIONE NUMERICA DI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA PER APPLICAZIONI NAVALI, (2011-2012) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • WARTSILA ITALIA S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • STUDIO E SPERIMENTAZIONE DELLA PROPAGAZIONE DEL FRONTE DI COMBUSTIONE DI MOTORI PURE GAS DI GRANDI DIMENSIONI, (2010-2011) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • WARTSILA ITALIA S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • SIMULAZIONE NUMERICA SPRAY PER APPLICAZIONI GDI III STEP, (2009-2009) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FCA ITALY HOLDINGS S.P.A

    Strutture interne coinvolte

  • STUDIO,PROGETTAZIONE , SVILUPPO E SPERIMENTAZIONE DI MOTORIZZAZIONI A BASSO CONSUMO E A BASSO IMPATTO AMBIENTALE ......, (2009-2010) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • MTM S.r.l.

    Strutture interne coinvolte

  • VALIDAZIONE SPERIMENTALE DI UN NUOVO SISTEMA PER LA MISURA DELLE IMMISSIONI DEL PARTICOLATO, (2009-2009) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • CONTROL SISTEM S.R.L.

    Strutture interne coinvolte

  • SIMULAZIONE NUMERICA DI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA PER APPLICAZIONI NAVALI, (2009-2010) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • WARTSILA ITALIA S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

  • SIMULAZIONE NUMERICA DI SISTEMI DI PROPULSIONE IBRIDA, (2008-2009) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • FCA ITALY HOLDINGS S.P.A

    Strutture interne coinvolte

  • SIMULAZIONE NUMERICA DI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA PER APPLICAZIONE NAVALI, (2008-2009) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • WARTSILA ITALIA S.p.A.

    Strutture interne coinvolte

    • Dipartimento di Energetica
  • Quantified potential of variable valve actuation strategies on diesel engine through numerical simulation, (data sconosciuta-2016) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PUNCH Torino S.p.A.
  • Predictive Fuel Injection System model in GT-FUEL - part II, (data sconosciuta-2015) - Responsabile Scientifico

    Ricerca Commerciale

    Paesi coinvolti

    • ITALIA

    Enti/Aziende coinvolti

    • PUNCH Torino S.p.A.
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