Analisi Matlab preliminare su accoppiamento batterie-fuel cell system

La progettazione di veicoli a zero emissioni costituisce oggi un ambito prioritario della ricerca e dello sviluppo industriale, con l’obiettivo di ridurre l’impatto ambientale del settore della mobilità e di garantire prestazioni comparabili, se non superiori, a quelle dei veicoli tradizionali. Le architetture più diffuse si basano sull’impiego di Battery Electric Vehicles (BEV) e Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV), entrambe già ampiamente validate in condizioni operative reali e capaci di garantire emissioni nulle allo scarico. Tuttavia, un’analisi comparativa mette in evidenza come ciascuna di esse presenti ancora criticità specifiche. I sistemi BEV, pur caratterizzati da una maggiore efficienza complessiva e da costi iniziali generalmente più contenuti, soffrono di limitazioni legate all’autonomia e ai tempi di ricarica, soprattutto in scenari applicativi che richiedono elevati carichi o continuità di servizio prolungata. Gli FCEV, al contrario, garantiscono una maggiore autonomia e tempi di rifornimento rapidi, ma risultano penalizzati da costi ancora elevati delle fuel cell e, soprattutto, dalla scarsa diffusione delle infrastrutture di rifornimento a idrogeno. In questo contesto, l’architettura ibrida basata sull’accoppiamento tra batterie e fuel cell (Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles, FCHEV) si configura come una soluzione tecnologicamente promettente. Il principio alla base è quello di integrare i punti di forza di entrambi i sistemi: le batterie garantiscono risposta dinamica e possibilità di recupero energetico, mentre la fuel cell assicura un apporto energetico continuo e scalabile, riducendo il dimensionamento del pacco batterie e i relativi vincoli di peso e costo. Il presente rapporto si concentra sulla fase preliminare di modellazione e simulazione tramite Matlab/Simulink di un powertrain ibrido batterie–fuel cell, con l’obiettivo di valutare configurazioni architetturali alternative e identificare le soluzioni più promettenti. L’attività ha previsto la realizzazione di una prima analisi energetica semplificata, volta a stimare la distribuzione dei flussi di potenza tra i due sottosistemi. Parallelamente, è stato avviato lo sviluppo di un tool Matlab dedicato, finalizzato a consentire simulazioni dinamiche su scenari operativi realistici e a fornire supporto decisionale nelle fasi successive di progettazione. Lo strumento sarà in grado di analizzare non solo l’efficienza globale del sistema, ma anche parametri chiave come l’invecchiamento della batteria, le strategie di gestione energetica e l’impatto delle condizioni ambientali sulle prestazioni complessive del powertrain. L’approccio modellistico e simulativo costituisce dunque un passaggio fondamentale per ridurre tempi e costi di sviluppo, permettendo di esplorare virtualmente differenti soluzioni e di indirizzare le scelte progettuali verso configurazioni ottimali per le esigenze operative delle macchine NRMM.