Verso un sistema di veicoli elettrici più ottimizzato
Il futuro sarà sicuramente elettrico, ma il percorso per raggiungerlo è ancora costellato di interrogativi e preoccupazioni. Prendiamo ad esempio i veicoli elettrici (EV). Questi veicoli svolgeranno un ruolo essenziale nella riduzione delle emissioni di carbonio e della dipendenza energetica dell’UE, ma i conducenti continuano a nutrire preoccupazioni riguardo a questioni quali l’autonomia, i lunghi tempi di ricarica e un’infrastruttura elettrica limitata. A rispondere a queste preoccupazioni è il progetto OPEVA(si apre in una nuova finestra). Riunendo 35 partner provenienti da nove paesi europei(si apre in una nuova finestra), il progetto finanziato dall’UE si è posto l’obiettivo di rendere i veicoli elettrici una scelta realmente affidabile ed efficiente dal punto di vista energetico sia per i conducenti che per le flotte. «Il nostro lavoro fa progredire la pianificazione dei percorsi dei veicoli e l’ingegneria delle batterie, superando soluzioni isolate e a obiettivo singolo per orientarsi verso sistemi integrati, multi-obiettivo e basati sull’intelligenza artificiale che mantengono l’energia, la sicurezza e la protezione al centro del processo decisionale», spiega Tom Dizdarevic, ricercatore presso Pertimm(si apre in una nuova finestra), partner coordinatore del progetto.
Ottimizzazione delle consegne dell’ultimo miglio tramite veicoli elettrici
Una di queste soluzioni integrate è il servizio di pianificazione dei percorsi attenta al consumo energetico KT9. Il servizio intende rendere le consegne dell’ultimo miglio con veicoli elettrici realmente attente al consumo energetico, anziché limitarsi a considerare solo la distanza o il tempo. «Gli strumenti di calcolo del percorso tradizionali ottimizzano un unico obiettivo e ignorano le realtà del funzionamento dei veicoli elettrici: consumo energetico, autonomia limitata e comportamento di ricarica», osserva Ahmet Yazici, professore presso ESOGU(si apre in una nuova finestra), partner del progetto. Il servizio di calcolo del percorso KT9 affronta questo problema trattando la consegna dell’ultimo miglio come un problema di calcolo del percorso per EV con finestre temporali e tiene esplicitamente conto delle caratteristiche del veicolo e dei dati esogeni. A tal fine utilizza un innovativo algoritmo adattivo di ricerca su ampie aree di vicinato che combina ricerca locale e ricottura simulata per ottimizzare contemporaneamente quattro obiettivi: distanza totale percorsa, tempo di percorrenza, consumo energetico e ritardi. «La consegna dell’ultimo miglio è uno dei segmenti più costosi, congestionati e ad alta intensità di emissioni della catena di approvvigionamento», aggiunge Yazici. «Rendendo il calcolo dei percorsi per i veicoli elettrici più efficiente dal punto di vista energetico, la nostra soluzione riduce direttamente l’ansia da autonomia, migliora l’utilizzo della flotta e riduce le emissioni proprio in quei contesti urbani in cui sono più dannose».
Migliorare le prestazioni delle batterie dei veicoli elettrici
Oltre al servizio di pianificazione dei percorsi, OPEVA ha fornito algoritmi avanzati per il sistema di gestione della batteria (BMS) finalizzati alla stima dello stato di salute e dello stato di carica, al controllo del motore insensibile ai guasti, alla comunicazione ottica e wireless della batteria, nonché a funzionalità di sicurezza informatica e di rilevamento delle manomissioni. «Insieme, queste soluzioni migliorano le prestazioni, la sicurezza, l’affidabilità e la fiducia degli utenti nelle batterie dei veicoli elettrici, sostenendo al contempo la mobilità sostenibile», osserva Dino Hrvanovic, ricercatore senior presso ViF(si apre in una nuova finestra), partner del progetto. OPEVA ha inoltre progettato un’unità di gestione delle celle (CMU) in grado di misurare la spettroscopia di impedenza sulle singole celle durante il funzionamento, compresi i grandi moduli di batterie su scala industriale. «Uno degli obiettivi principali del progetto era massimizzare l’utilizzo della batteria e fornire al conducente informazioni affidabili sulla vita residua e sull’autonomia», afferma Roberto Simmarino, presidente e amministratore delegato di Sensichips(si apre in una nuova finestra). «La nostra CMU introduce per la prima volta la capacità di misurare la spettroscopia di impedenza a livello di singola cella mentre la batteria è in funzione». Altri risultati chiave includono modelli di apprendimento federato e per rinforzo per la previsione dello stato di salute delle batterie a livello di flotta, un dimostratore funzionante di BMS intelligente a 48 V e una catena di rilevamento passiva a radiofrequenza per il monitoraggio della temperatura e della deformazione.
Trasformare i concetti in sistemi per veicoli elettrici convalidati
Ma il progetto OPEVA non si è limitato a ottimizzare i propri componenti, li ha validati collettivamente attraverso nove dimostratori reali. «Grazie al nostro approccio collaborativo unico nel suo genere, abbiamo trasformato i concetti di ricerca in sistemi funzionanti e testati sul campo», conclude Dizdarevic. I partner del progetto stanno ora lavorando per migliorare i livelli di maturità tecnologica delle proprie soluzioni.
