INDAGINE SULLO SVILUPPO DI VEICOLI ELETTRICI ALIMENTATI DA FUEL CELLS

The purpose of this final work is to relate about the activities mostly carried on during the internship period at Aston University. In the first section, we will define the global context of our work and the boundaries of this research. Subsequently, the system object of this study, the Fuel Cell will be presented and discomposed in smaller subsystems in order to get a better understanding. Once the system will be fully described, a Symulink model will be presented so that will be easier to control and predict the behavior of the system under given working conditions. Aiming to the optimization of the performance of the system, a metaheuristic algorithm will be used to improve the response of the system at different loading conditions. In the last section the experimental setup, experimental methodology and results, for a Fuel Cells powertrain testing will be presented.

L’obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di disporre sulle attività svolte principalmente durante il periodo trascorso alla Aston University, Birmingham, UK. Nella prima sezione sarà definito il contesto globale in cui si pone questo studio di ricerca individuandone limiti e criticità. Nelle sezioni successive sarà presentata le Fuel Cell, il Sistema principale di questo studio. Saranno esposti alcuni studi per mostrare il collocamento nel mercato di veicoli elettrici alimentati da Fuel Cells rispetto ai principali competitors e ne saranno individuati i punti di forza e debolezza. Saranno discussi I principi di funzionamento, lo stato dell’arte e infine la Fuel Cell sarà scomposta in sottosistemi per facilitarne l’analisi e la comprensione. L’obiettivo finale di questo studio è quello di realizzare un powertrain completo di un veicolo ibrido alimentato da Fuel Cell. In questa direzione, dunque saranno prestante alcune componenti necessarie per raggiungere lo scopo. Una volta chiara e completa la descrizione del Sistema, sarà presentato il modello MATLAB-Simulink di uno stack di Fuel Cells accoppiato ad un carico, un boost converter ed un controllore. Con l’obiettivo di massimizzare le performance dello stack sarà presentato un controllore regolato tramite l’utilizzo di algoritmi metaeuristici. Nell’ultima sezione sarà presentato il banco prova sperimentale per il testing delle performance di un motore elettrico avente come carico un dinamometro ad isteresi magnetica. Seguiranno le analisi dei risultati e le conclusioni.