I veicoli a celle a combustibile non sono solo dotati della cella stessa, ma sono anche equipaggiati con una batteria. Questa batteria ha un doppio scopo: da un lato, agisce come un naturale tampone per gestire le variazioni di carico dinamico, come nel caso di un sorpasso; dall’altro, contribuisce a migliorare l’efficienza complessiva e a prolungare la vita utile della cella a combustibile. Infatti, la prestazione della cella è ottimizzata quando l’output rimane relativamente costante, mentre le richieste di potenza del veicolo in situazioni di traffico possono variare notevolmente. Qui interviene la batteria, che può livellare le fluttuazioni.
Un aspetto cruciale di questo sistema è la gestione dell’energia, che si occupa di distribuire continuamente il carico tra la cella a combustibile e la batteria. È proprio questo il fulcro del progetto ‘FC-IMPACT’. La sfida consiste nell’ottimizzare la distribuzione dell’energia, tenendo conto di svariati fattori quali la velocità di crociera, il profilo altimetrico del percorso, le condizioni del traffico e quelle meteorologiche. Tuttavia, queste informazioni sono spesso sconosciute prima dell’inizio del viaggio, il che rende difficile per il sistema calcolare una gestione dell’energia ottimale per il tragitto previsto. Migliorando la gestione dell’energia, si può ridurre il consumo di idrogeno e allungare la vita della cella a combustibile.
Sotto la direzione del Professor Christoph Hametner, un team dell’Istituto di Meccanica e Meccatronica della TU Wien sta sviluppando strategie di gestione energetica predittive. Queste strategie sfruttano informazioni statiche facilmente reperibili, come i limiti di velocità e il profilo altimetrico, per ottimizzare la gestione dell’energia – almeno in teoria.
Un esempio pratico fornito nella comunicazione ufficiale di TU Wien riguarda le aree montane: prima di affrontare un percorso in salita, la batteria viene ricaricata dalla cella a combustibile, in modo da fornire un supporto ottimale durante le pendenze che richiedono elevate quantità di energia. In questo modo la cella a combustibile può operare in modo più efficiente. Idealmente, quando si raggiunge la vetta, la batteria è quasi scarica e può essere ricaricata durante la discesa attraverso il recupero energetico, aumentando ulteriormente l’efficienza. Oltre ai risparmi di carburante, questi concetti predittivi possono estendere anche la durata della cella a combustibile.
All’interno del progetto ‘FC-IMPACT’, il team del Professor Hametner ha collaborato strettamente con l’azienda tecnologica AVL di Graz, che ha realizzato un veicolo dimostrativo a celle a combustibile basato su una VW Passat. Questa cooperazione ha reso possibile la validazione delle strategie di gestione energetica predittive, precedentemente testate in simulazione, con un veicolo reale. Le prove hanno incluso sia cicli di guida reali nel traffico stradale sia test su banco prova dinamometrico. Secondo la comunicazione stampa, i risultati delle simulazioni sono stati confermati: il consumo di idrogeno è stato ridotto di oltre il sei percento rispetto a una strategia non predittiva. L’impatto sulla vita della cella a combustibile non è ancora stato quantificato e resta un aspetto da approfondire. Il team sta già ricercando nuovi concetti per migliorare ulteriormente l’efficienza energetica e la durata del sistema.
