Nuovo sistema di climatizzazione per i veicoli elettrici, efficiente dal punto di vista energetico
Al momento è necessaria una notevole quantità di energia per far funzionare il CCS all’interno dei veicoli elettrici, creando un notevole drenaggio della batteria e limitando il raggio di percorrenza dell’auto. Il progetto di Orizzonte 2020 XERIC (Innovative Climate-Control System to Extend Range of Electric Vehicles and Improve Comfort), finanziato dall’UE, ha affrontato questa sfida producendo un CCS a basso consumo energetico in grado di garantire il comfort dei passeggeri e l’aumento del raggio di percorrenza dei veicoli elettrici. Un approccio innovativo I membri del consorzio hanno sviluppato una soluzione basata su un sistema ibrido che combina un ciclo di essiccante liquido, che combatte l’umidità, con un tradizionale ciclo di compressione del vapore che controlla la temperatura. Mentre un CCS tradizionale condensa acqua, il sistema XERIC rimuove l’acqua utilizzando un innovativo e molto compatto contattore a membrana combinato a tre fluidi (3F-CMC, three-fluid-combined membrane contactor), che funziona simultaneamente con l’aria più una soluzione disidratante e un refrigerante. «L’umidità dell’aria viene catturata dall’interfaccia a membrana, consentendo all’aria secca di circolare all’interno del veicolo e riducendo la quantità di energia richiesta dalla batteria per deumidificare l’aria», afferma il coordinatore del progetto, Gaeta Soccorso. I ricercatori hanno creato strumenti di modellizzazione per prevedere le prestazioni di tutto il CCS e del 3F-CMC e hanno svolto analisi del ciclo di vita e valutazioni dell’analisi dei costi del ciclo di vita. Inoltre, hanno sviluppato membrane idrofobiche in politetrafluoroetilene e polivinilidene difluoruro con una dimensione media dei pori di 0,2 micrometri. Hanno anche realizzato un sistema di controllo elettronico basato su un compressore a frequenza variabile e un motore a corrente continua senza spazzole con efficienza dell’85-95%. Un utilizzo più efficiente dell’energia I partner del progetto hanno provato con successo il prototipo XERIC CCS sottoposto a una gamma di temperature esterne dell’aria in camera climatica, per replicare condizioni ambientali significative. «Abbiamo dimostrato che il prototipo può ridurre di oltre il 50% l’energia utilizzata per il riscaldamento, il raffreddamento e la deumidificazione dell’aria durante tutto l’anno rispetto ai sistemi esistenti che si basano sul riscaldamento elettrico diretto in inverno. Inoltre, può ridurre fino a quasi il 33% l’energia utilizzata per il raffreddamento e la deumidificazione dell’aria in condizioni estive estreme», spiega Soccorso. Sebbene XERIC abbia sviluppato e testato queste tecnologie innovative specificamente per allungare il raggio di percorrenza dei veicoli elettrici, il loro potenziale si estende ben oltre questa particolare applicazione. Il sistema è inoltre adatto a migliorare il condizionamento dell’aria nei veicoli tradizionali dotati di un motore a combustione interna, con conseguente riduzione del consumo di carburante e del relativo inquinamento atmosferico. Allo stesso modo, il CCS XERIC si può facilmente adattare ad altri mezzi di trasporto come autobus, tram, treni, roulotte e persino barche. Il sistema può anche essere applicato in altri contesti dove è necessario ridurre l’umidità e migliorare l’efficienza energetica, come ad esempio edifici pubblici, ospedali e industrie (in ambienti quali le stanze refrigerate). «Con il suo sistema innovativo, XERIC faciliterà l’assorbimento da parte del mercato dei veicoli elettrici e ne aumenterà l’utilizzo, riducendo così la dipendenza dai combustibili fossili e l’inquinamento atmosferico», conclude Soccorso. Pronti a soddisfare le esigenze del mercato I prototipi funzionanti sono ora pronti per essere modulati in base alle esigenze del mercato e i partner del progetto stanno esplorando opportunità di partnership industriali, in particolare con i produttori di equipaggiamenti originali e fornitori di primo livello, per adattare il sistema innovativo XERIC alle dimensioni richieste. L’efficienza energetica sta diventando una logica più diffusa e integrata per le autorità pubbliche e gli utenti finali, che stanno diventando sempre più consapevoli del riscaldamento globale. XERIC, in cluster con JOSPEL e OPTEMUS, altri due progetti europei dello stesso Bando per i veicoli verdi, ha prodotto non meno di 15 soluzioni concrete e complementari per affrontare la sfida globale dell’efficienza energetica nei veicoli elettrici.
Parole chiave
XERIC, sistema di climatizzazione (CCS), veicoli elettrici, efficienza energetica, umidità, temperatura, membrana, batteria, contattore a membrana combinato a tre fluidi (3F-CMC)
