Politecnico di Torino | |||||||||||||||||
Anno Accademico 2008/09 | |||||||||||||||||
06DAIDR Progetto multidisciplinare II |
|||||||||||||||||
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Vercelli |
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
Obiettivi dell'insegnamento
Obiettivo del corso č lo sviluppo delle capacitā di progetto di un powertrain per la propulsione di diversi tipi di mezzi di trasporto (scooter, automobile utilitaria, piccola imbarcazione, intercity aircraft) basato sull'utilizzo di un generatore a celle a combustibile alimentato a idrogeno stoccato a bordo del mezzo di trasporto stesso. Il corso prevede la trattazione di temi non trattati in corsi precedenti (celle a combustibile, stoccaggio idrogeno, etc.) e il progetto di componenti specifici e del powertrain complessivo, in particolare con la scelta dei componenti e delle apparecchiature esistenti sul mercato. Il corso č destinato ad allievi che hanno giā frequentato corsi di Fisica, Chimica e di Fondamenti e Applicazioni di Termodinamica.
|
Competenze attese
Competenze generali sulla progettazione, la simulazione e l'analisi di un impianto energetico integrato. Competenze specifiche sulla progettazione, la simulazione e l'analisi di celle a combustibile, compressori per aria, accumulatori di idrogeno.
|
Prerequisiti
Corsi di Fisica, di Chimica, di Fondamenti e Applicazioni di Termodinamica.
|
Programma
Schema del powertrain alimentato a idrogeno (stack di celle a combustibile con ausiliari, compressore aria, sistema di accumulo idrogeno on board, accumulatori elettrici di supporto, motore elettrico). Cella a Combustibile: equazione caratteristica tensione-corrente; tensione di circuito aperto; sovratensioni. Calcolo della potenza producibile dalla cella in funzione delle risorse a disposizione (idrogeno); consumi della cella; bilancio energetico cella in termini di consumi di risorse (idrogeno, acqua di raffreddamento, etc) e prodotti (potenza elettrica e potenza termica). Dimensionamento della cella: valutazione della superficie frontale utile di cella; valutazione del numero di celle in serie. Analisi e dimensionamento ausiliari di stack (sistema di raffreddamento e di alimentazione). Analisi e dimensionamento di compressore aria per alimentazione stack. Analisi e dimensionamento del sistema di accumulo di idrogeno on board. Cenni su accumulatori e transistors per convertitori DC/DC e DC/AC, e dimensionamento degli accumulatori elettrici di supporto on board. Cenni sui motori elettrici e dimensionamento motore elettrico on board. Analisi dei carichi del veicolo. Definizione del modello del powertrain e dimensionamento dei componenti. Logica di funzionamento del sistema (accensione e spegnimento dei vari componenti). Analisi energetica dell'impianto su un ciclo di utilizzo del veicolo. Scelta delle apparecchiature realmente esistenti sul mercato.
|
Laboratori e/o esercitazioni
Progetto di un powertrain per la propulsione di diversi tipi di mezzi di trasporto (scooter, automobile utilitaria, piccola imbarcazione, intercity aircraft) basato sull'utilizzo di un generatore a celle a combustibile alimentato a idrogeno stoccato a bordo del mezzo di trasporto stesso. Progetto di componenti specifici e del powertrain complessivo. Scelta dei componenti e delle apparecchiature esistenti sul mercato. Realizzazione ed utilizzo di un software di simulazione presso il laboratorio informatico.
|
Bibliografia
Materiale didattico fornito dal docente sotto forma di dispense.
Larminie J, Dicks A. Fuel Cell Systems Explained. Chirchester (UK): John Wiley & Sons Ltd editor. 2000. |
Controlli dell'apprendimento / Modalitā d'esame
Redazione di un elaborato progettuale a gruppi di studenti. Relazione dell'elaborato progettuale sotto forma di presentazione pubblica (simulazione di relazione a congresso scientifico) della durata di circa 20 minuti a studente. Discussione del progetto. Domande finali di tipo teorico, per ogni singolo studente, sugli argomenti trattati nel corso.
|
Orario delle lezioni |
Statistiche superamento esami |
|