IT202100028478A1 - Veicolo ad elevatissima efficienza energetica - Google Patents

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Gianluca Fabris
Massimiliano Adinolfi
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Gianluca Fabris
Massimiliano Adinolfi
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Description

Titolo: Veicolo ad elevatissima efficienza energetica
Descrizione
Campo della tecnica
[0001] La presente invenzione si colloca nel settore dei veicoli elettrici per il trasporto di mezzi o persone, in particolare, in quello specifico dei veicoli alimentati esclusivamente ad energia elettrica.
Stato dell?arte
[0002] "Velocit? media 15 chilometri all'ora;In citt? si viaggia lenti come nel 1700?. Sono questi i titoli che accade oggi di leggere sulle pagine dei giornali.
[0003] La velocit? media attuale nei maggiori centri urbani italiani ricorda da vicino quella raggiunta alla fine del ?700: oscilla intorno ai 15 km/h e scende fino a 7-8 km/h nelle ore di punta. ? uno dei sintomi messi in rilievo dal libro bianco dei trasporti di Confcommercio per dimostrare il ?congestionamento? delle reti urbane e metropolitane del Bel Paese, che ha ?costi sociali ed economici altissimi? e che a sua volta produce effetti difficilmente sostenibili, se non grotteschi, come il fatto che si impieghi pi? tempo per raggiungere l?aeroporto della Malpensa o di Orio al Serio dal centro di Milano che per viaggiare in aereo tra il capoluogo lombardo e Roma o Trapani. Il sistema di trasporto nazionale sopporta il peso di criticit? diffuse e profonde. La congestione delle reti, si legge nel rapporto, ? il risultato di ?un mix micidiale di ingredienti: parco auto circolante, infrastrutture urbane ed extraurbane inadeguate, trasporto pubblico inefficiente, mancanza di parcheggi, tariffe popolari non usate come regolatori della domanda, bassa velocit? commerciale e, non ultimo, inquinamento?.
[0004] I principali motivi di spostamento sono:
- 45,5% occasionali (svago, visite, acquisti ecc.),
- 39,9% lavoro,
- 9,8 % studio.
[0005] I mezzi di trasporto impiegati sono:
- 62% auto (69% nel 2002)
- 19% mezzi pubblici (4% nel 2002)
- 15% ?spostamenti non motorizzati? (12% nel 2002)
[0006] Le distanze percorse sono le seguenti:
Distanza media degli spostamenti: 8,66 km
- 90% sotto i 20 km (70% sotto i 10 km),
- oltre i 20 km cresce l?uso del mezzo pubblico.
[0007] Si conferma chiaramente il fatto che la bicicletta pu? essere un mezzo di trasporto efficace e molto competitivo, sia per tempi di percorrenza, sia per economia di esercizio, per un?alta percentuale di spostamenti, soprattutto all?interno delle aree urbane.
[0008] Tuttavia, per gli spostamenti in aree urbane, specialmente in situazioni climatiche avverse, ad esempio per pioggia, neve, o in giornate troppo calde, sarebbe auspicabile poter disporre di un mezzo autonomo che consenta la mobilit? in ambienti urbani con consumi ridottissimi di energia.
Sommario dell?invenzione
[0009] Il problema indirizzato dalla presente invenzione ? quindi quello di fornire un veicolo ad elevata efficienza energetica ovvero a ridottissimo consumo di energia che possa essere convenientemente utilizzato per il trasporto di persone, mezzi o merci, preferibilmente in ambiente urbano.
[0010] Inoltre, come addizionale problema, si vorrebbe disporre di un veicolo energeticamente
eco-sostenibile.
[0011] Tali problemi sono risolti dal veicolo a tre ruote delle presente invenzione, come delineato
dalle annesse rivendicazioni, le cui definizioni sono parte integrante della presente descri-
zione.
[0012] In particolare, l?invenzione ha per oggetto un veicolo a tre ruote, in grado di percorrere un
kilometro con un consumo di energia pari a solo da 30 a 45 watts, preferibilmente da 35 a
45 watts, pi? preferibilmente da 40 a 41 watts..
[0013] Ulteriori caratteristiche e vantaggi del veicolo dell?invenzione e del suo uso risulteranno
dalla descrizione degli esempi di realizzazione dell?invenzione, forniti come una indicazione
dell?invenzione.
Breve descrizione della figure
[0014] La Fig.1 mostra una vista prospettica frontale del veicolo dell?invenzione in cui sono ben
evidenti il telaio pianale (5) e la cellula carrozzeria (12), la batteria (5) e le prese d?aria
frontali del circuito di raffreddamento (1).
[0015] Nelle figure da 1 a 8 i numeri da 1 a 15 hanno il seguente significato:
1 FLUSSO DELL'ARIA
2 UNITA' ELETTRONICA DI CONTROLLO
3 VENTOLE DI RAFFREDDAMENTO
4 CELLE PRISMATICHE LiFePO4
5 TELAIO PIANALE
6 DISSIPATORI DI CALORE
7 SILENTBLOCK
8 VASCA ALLOGGIAMENTO BATTERIA IN ACCIAIO
9 CONTENITORE BATTERIA IN ACCIAIO
10 TELAIO CONTENITORE BATTERIA
11 TRAMEZZI TERMOCONDUTTIVI IN ALLUMINIO
12 CELLULA CARROZZERIA
13 PASTA TERMOCONDUTTIVA
14 PAD IN MATERIALE TERMOCONDUTTIVO
15 BATTERIA
[0016] La Fig.2 mostra una vista prospettica frontale della sezione longitudinale del veicolo che
incorpora le caratteristiche dell?invenzione, in particolare, ? visibile il percorso fatto dal
flusso d?aria (1) attraverso il telaio pianale (5) e la vasca di alloggiamento batteria in acciaio
(8).
[0017] La Fig.3 mostra il telaio contenitore della batteria (10) ed il contenitore batteria in acciaio
(9), il silent block (7) ed i dissipatori di calore (6).
[0018] La Fig. 4 mostra ancora il contenitore batteria in acciaio (9), ed in particolare, i tramezzi
conduttori in alluminio (11) e le ventole di raffreddamento (3).
[0019] La Fig.5 mostra una vista prospettica laterale della sezione trasversale della batteria parte
del veicolo dell?invenzione in particolare in cui sono visibili i dettagli costruttivi e gli elementi
costitutivi della batteria.
[0020] La Fig.5.1 illustra un ulteriore dettaglio del sistema utilizzato per creare il contatto termico
tra celle prismatiche e tramezzi in alluminio (con pad termoconduttivo) e tra dissipatore in
alluminio e case batteria (con pasta termoconduttiva).
[0021] La figura 6 illustra il circuito di raffreddamento della batteria, in particolare, detta figura
dettaglia il flusso dell?aria (1) attraverso, dapprima, il telaio pianale (5) e poi attraverso i
dissipatori di calore (6).
[0022] La Fig.7 mostra una vista prospettica da sotto del veicolo dell?invenzione in cui ? eviden-
ziata la fessura presente sul telaio pianale (5) da cui esce l?aria che va ad attraversare i
dissipatori di calore (6).
[0023] Le Figure 8-A ed 8-B mostrano una fotografia prospettica frontale del prototipo del veicolo dell?invenzione con il quale sono stati effettivamente raccolti i dati di efficienza e riportati nella sezione sperimentale.
[0024] La Fig.9 mostra una tabella in cui sono riportati i rilievi di consumo energetico di una prova del veicolo di fig.8-A e 8-B su un circuito.
Descrizione dettagliata dell?invenzione
[0025] Ai fini della descrizione del presente documento, i termini "superiore", "inferiore", "destra", "sinistra", "posteriore", "anteriore", "verticale", "orizzontale" e i relativi derivati si riferiscono ai concetti orientati in Fig.1.
[0026] Tuttavia, si deve comprendere che i concetti possono assumere vari orientamenti alternativi, salvo dove espressamente specificato il contrario.
[0027] Come utilizzato nel presente documento, il termine "e / o", se utilizzato in un elenco di due o pi? articoli, significa che uno qualsiasi degli articoli elencati pu? essere impiegato da solo, o in qualsiasi combinazione di due o pi? degli articoli elencati.
[0028] Ad esempio, se una combinazione di elementi/componenti ? descritta come contenente i componenti A, B e / o C, la combinazione pu? contenere solo A; solo B; solo C; A e B in combinazione; A e C in combinazione; B e C in combinazione; o A, B e C in combinazione.
[0029] I termini "comprende", "comprendente" o qualsiasi altra sua variazione, intendono coprire un'inclusione non esclusiva, in modo tale che un veicolo, uso, o apparato che comprende un elenco di elementi non includa solo quegli elementi ma pu? includere altri elementi non espressamente elencati o inerenti a tale processo, uso, o apparato.
[0030] Un elemento seguito da ?comprende?un?? non impedisce, senza ulteriori vincoli, l'esistenza di ulteriori elementi identici nel veicolo, uso o apparato che comprende l'elemento.
[0031] Un oggetto della presente invenzione ? un veicolo a tre ruote per il trasporto comprendente: - due ruote anteriori parallele e direzionabili ed una ruota posteriore, laddove le due ruote anteriori e/o la ruota posteriore ?/sono ruota/e motrice/i in cui il/i motore/i elettrico/i ?/sono incorporati nella ruota oppure sono esterni alla/e ruota/e ed ad essa/e connessa/i,
- un pianale realizzato in alluminio e/o materiali compositi leggeri e/o in magnesio, - una intelaiatura realizzata in alluminio e/o materiali compositi leggeri e/o in magnesio, - una carrozzeria realizzata in alluminio e/o materiali compositi leggeri,
- una batteria tipo Litio Ferro Fosfato, tipo Lipo polimeri di Litio, oppure tipo Litio Titanato,
- un sistema di ricarica on board da rete elettrica,
- opzionalmente, un sistema di ricarica solare integrato.
[0032] E? stato infatti sorprendentemente trovato che le suddetta combinazione di elementi consente la realizzazione di un veicolo con un consumo davvero ridotto di energia, preferibilmente, da 35 a 45 watts per kilometro percorso. Tale veicolo risulta particolarmente interessante per il trasporto urbano e non solo, in particolare, per il trasporto di persone, mezzi o merci.
[0033] Relativamente al termine veicolo opportuno fare riferimento alla seguente normativa:
[0034] Regolamento (UE) N.168/2013 del Parlamento Europeo e del Consiglio del 15 gennaio 2013 relativo all?omologazione e alla vigilanza del mercato dei veicoli a motore a due o tre ruote e dei quadricicli.
[0035] Il termine veicolo comprende i veicoli appartenenti alle categorie L2e e L5e secondo il suddetto regolamento e relative sottocategorie.
[0036] I veicoli di categoria L2e sono ciclomotori a tre ruote. Il veicoli di categoria L5e sono tricicli a motore.
[0037] Esempio di veicolo a 3 ruote in categoria L2e ? Ape 50 Piaggio?, esempio di veicolo a 3 ruote in categoria L5e: Ape Classic? o Ape Calessino Piaggio? rientrano nella categoria L5e.
[0038] Preferibilmente, il termine veicolo significa veicoli appartenenti alle categorie L2e ed L5e secondo il Regolamento (UE) N.168/2013 del Parlamento Europeo e del Consiglio del 15 gennaio 2013 relativo all?omologazione e alla vigilanza del mercato dei veicoli a motore a due o tre ruote e dei quadricicli, pi? preferibilmente il termine veicolo significa veicoli appartenenti alle categorie L2e secondo detto regolamento.
[0039] Il termine pianale corrispondete al termine telaio pianale (5) della Fig.1.
[0040] Il termine intelaiatura corrisponde al termine cella carrozzeria (12) di Fig.1.
[0041] Il termine materiali compositi leggeri significa e comprende fibra di carbonio, fibra di vetro, fibra aramidica, nota come Kevlar. Preferibilmente, i materiali compositi leggeri sono scelti dal gruppo costituito da fibra di carbonio, fibra di vetro e fibra aramidica. Ancor pi? preferibilmente i materiali compositi leggeri sono la fibra di carbonio.
[0042] La carrozzeria ? realizzata in alluminio e/o materiali compositi leggeri e/o in magnesio, preferibilmente ? realizzata in alluminio.
[0043] I motori elettrici che realizzano la trazione elettrica hanno preferibilmente una potenza 4 Kw. Inoltre, il/i motore/i elettrico/i ?/sono motore/i Brushless. I motori Brushless sono mototri ad alta efficienza, bassi attriti perch? senza spazzole. Detti motori sono conessi alle ruote preferibilmente mediante trasmissione a cinghia, oppure i motori sono incorporati nella ruota.
[0044] La batteria pu? essere di tipo Litio Ferro Fosfato (abbreviata LiFePO4, tipo Lipo ossia polimeri di Litio, oppure tipo Litio Titanato. La batteria tipo LiFePO4 ha preferibilmente 16 Celle da 110 Ah ed ha 5,5 Kw di potenza. La batteria 16 Celle da 110 Ah ed ha 5,5 Kw di potenza ha una autonomia di 120 Km e fino 147Km con impianto fotovoltaico a bordo.
[0045] Il sistema di ricarica on board da rete elettrica a 220 Volts AC effettua preferibilmente una ricarica completa mediamente in 4 ore, per un consumo massimo di 1,8 Kw/h. Il sistema di ricarica on board pu? essere alimentato da una rete domestica ed esempio da 110 Volts oppure da 220 Volts, oppure pu? essere alimentato da una torretta di alimentazione. Preferibilmente, il sistema di ricarica on board ? alimentato da una reta di energia elettrica a 220 Volts.
[0046] Opzionalmente, il veicolo dell?invenzione comprende un sistema di ricarica solare integrato.
Detto sistema di ricarica solare integrato, preferibilmente, garantisce autonomia solare di 5939 km /anno (a latitudine e longitudine della citt? di Vicenza).
[0047] Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, il peso veicolo senza passeggeri a bordo ? compreso da 250 Kg a 350 Kg, preferibilmente da 260 Kg a 290 Kg, pi? preferibilmente ? di circa 280 Kg
[0048] Il peso della batteria e del sistema di gestione dell?elettronica ? compreso tra 50 e 120 Kg, pi? preferibilmente ? compreso tra 60 Kg e 90 Kg, ancor pi? preferibilmente ? circa 80 Kg.
[0049] Il veicolo dell?invenzione pu? avere le seguenti dimensioni: lunghezza 2,6 m, larghezza 1,5 m altezza 1,55 m.
[0050] Secondo una forma di realizzazione del veicolo dell?invenzione, detto veicolo ? caratterizzato dal fatto di comprendere due posti per i passeggeri.
[0051] Secondo una forma di realizzazione del veicolo, la batteria tipo Litio Ferro Fosfato comprende 16 celle da 3,2 Volts ciascuna di tensione nominale, oppure comprende 16 celle in grado di fornire da 50 a 220 Ah, preferibilmente da 100 a 120 Ah, preferibilmente da 110 Ah, oppure la batteria tipo Litio Ferro Fosfato fornisce una potenza da 2,5 a 11 Kw, preferibilmente 5,0 a 6,0 Kw, pi? preferibilmente da 5,5 Kw.
[0052] Secondo una forma di realizzazione, il veicolo ha il/i motore/i elettrico/i ha/hanno potenza compresa da 4 a 10 Kw, preferibilmente da 4 a 8 Kw.
[0053] Secondo una forma di realizzazione preferita, il veicolo vede la batteria posizionata sulla parte centrale ed inferiore del veicolo.
[0054] Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, il veicolo a tre ruote per il trasporto comprende:
- due ruote anteriori parallele e direzionabili ed una ruota posteriore, laddove le due ruote anteriori e/o la ruota posteriore ?/sono ruota/e motrice/i in cui il/i motore/i elettrico/i ?/sono incorporati nella ruota oppure sono esterni alla/e ruota/e ed ad essa/e connessa/i, - un pianale realizzato in alluminio,
- una intelaiatura realizzata in alluminio,
- una batteria tipo Litio Ferro Fosfato, tipo Lipo, oppure tipo Litio Titanato,
- un sistema di ricarica on board da rete elettrica,
- opzionalmente, un sistema di ricarica solare integrato,
- una carrozzeria realizzata in alluminio.
[0055] Secondo una forma di realizzazione pi? preferita dell?invenzione, il veicolo a tre ruote per il trasporto comprende:
- due ruote anteriori parallele e direzionabili ed una ruota posteriore, laddove la ruota posteriore ? ruota motrice in cui il motore elettrico ? esterno alla ruota ed ad essa connessa,
- un pianale realizzato in alluminio,
- una intelaiatura realizzata in alluminio,
- una batteria tipo Litio Ferro Fosfato,
- un sistema di ricarica on board da rete elettrica,
- opzionalmente, un sistema di ricarica solare integrato,
- una carrozzeria realizzata in alluminio.
Detto veicolo ha un consumo davvero ridotto di energia, preferibilmente, da 35 a 45 watts per kilometro percorso.
[0056] Un aspetto particolarmente importante per il conferimento di efficienza al veicolo dell?invenzione ? conferito dal sistema di raffreddamento della batteria, in quanto, ? possibile ottenere la massima efficienza del veicolo mantenendo la temperatura della batteria al di sotto dei 60?C, preferibilmente da 15?C a 40?C, pi? preferibilmente da 20?C a 30?C.
[0057] A tal fine ? stato messo a punto il seguente circuito di raffreddamento, in cui la batteria ? raffreddata mediante il seguente circuito di raffreddamento ad aria comprendente:
a) due tubi internamente cavi disposti longitudinalmente rispetto al veicolo ed aventi ciascuno un? apertura o presa d?aria disposta sulla parte frontale del veicolo ed aventi ciascuno l?altra estremit? chiusa ed essendo atti a farsi attraversare dall?aria entrata attraverso l?apertura,
b) un tubo internamente cavo disposto verticalmente rispetto i due tubi del punto a), che: - collega detti due tubi del punto a),
- presenta due luci di passaggio dall?aria rispettivamente all?interno della congiunzione con i due tubi del punto a),
- presenta una fessura sulla parte inferiore atta a consentire il passaggio dell?aria, c) un contenitore della batteria comprendente una luce di passaggio dell?aria sulla parte sottostante alla batteria ed atto ad accogliere l?aria fuoriuscita dalla fessura del tubo di cui al punto b),
d) tramezzi di alluminio disposti tra ogni cella della batteria e collegati alle celle e collegati al basamento della batteria di alluminio, basamento collegato ai dissipatori di calore, e) dissipatori di calore collegati al basamento in alluminio e ai tramezzi di alluminio separatori di ogni cella, laddove detti dissipatori di calore sono disposti in senso longitudinale rispetto al veicolo e sono atti a farsi attraversare dal flusso d ?aria;
f) almeno una ventola disposta sulla parte posteriore della batteria;
g) un sistema elettromeccanico di parzializzazione delle prese d?aria del punto a) disposte sulla parte frontale del veicolo.
[0058] Nel passaggio d) i tramezzi di alluminio disposti tra ogni cella della batteria sono collegati alle celle con pad termoconduttivo e collegati al basamento della batteria di alluminio, basamento collegato ai dissipatori di calore, con grasso termoconduttivo.
[0059] Le singole celle sono infatti inserite in un case dedicato che ha la duplice funzione di proteggere il sistema batteria da urti e collisioni e contribuire alla dissipazione del calore che si genera nelle fasi di carica e scarica. Il contenitore della batteria ? quindi realizzato mediante una struttura portante in tubo di acciaio e un rivestimento esterno in lamiera di acciaio dello spessore di 1,5mm. All'interno le celle sono separate da dei tramezzi in alluminio, laddove detti tramezzi in alluminio hanno uno spessore di 3 mm. I tramezzi di alluminio hanno la funzione di uniformare la temperatura e di trasportare il calore verso l?esterno.
[0060] Nella parte posteriore della vasca di alloggiamento della batteria (8) vi sono una o due ventole di raffreddamento atte ad aspirare l?aria eventualmente surriscaldata.
[0061] Anche il basamento ? realizzato in alluminio, sotto al quale sono fissati dei dissipatori di calore.
[0062] La batteria assemblata nel case viene alloggiata nel telaio in posizione centrale e ribassata.
Questo si traduce in un enorme vantaggio in termini di stabilit? del mezzo.
[0063] Essendo il telaio realizzato in tubo di alluminio 100X50 mm si ? sfruttato il passaggio interno per canalizzare il flusso d'aria che si crea con il moto dando luogo ad una sorta di ventilazione forzata parzializzabile (a basse temperature esterne) ad esempio mediante un elettromeccanismo che di chiusura, almeno parziale, delle prese d?aria frontali, o aumentabile (ad alte temperature esterne) tramite l'azionamento automatico delle ventole poste nella parte posteriore del case cosicch? il sistema di raffreddamento funziona anche a veicolo fermo.
[0064] Nella parte inferiore il case viene sostenuto da una vasca in acciaio che provvede a rendere stagna la zona batteria in modo che l'aria possa entrare dalla parte anteriore, fuoriuscire nella zona sottostante attraverso un'adeguata fessura nel telaio, attraversare i dissipatori di calore, rientrare nel case e fuoriuscire attraverso le due ventole situate nella parte posteriore.
[0065] L'azionamento delle ventole e la parzializzazione delle prese d?aria fontali ? gestito dal bms che monitora in modo continuo tutti i parametri vitali della batteria effettuando il check su ogni singola cella.
[0066] Le temperature di intervento sono impostate affinch? la temperatura della batteria non si avvicini alle soglie dannose.
[0067] Secondo una forma di realizzazione, il veicolo dell?invenzione ? capace di percorrere un kilometro con un consumo di energia medio compreso tra 35 e 45 Watts, preferibilmente di circa 40 Watts.
[0068] Secondo una forma di realizzazione, il veicolo dell?invenzione comprende una sistema di ricarica solare integrato, laddove detto sistema di ricarica solare integrato comprende: a. uno o pi? pannelli fotovoltaici,
b. un regolatore di carica solare,
c. un sistema per la gestione della batteria (BMS battey management system per gestione carica batteria)
d. un contattore gestito dal sistema di controllo (BMS) atto ad attivare o disattivare la carica solare in funzione dei parametri della batteria e del veicolo (Temperatura celle, stato di carica SOC, ecc.)
[0069] Secondo una forma di realizzazione il regolatore di carica solare ? di tipo MPPT (Maximum Power Point Tracker).
[0070] Secondo una forma di realizzazione, il sistema di ricarica solare integrato comprende un sistema di pannelli fotovoltaici disposti sul cruscotto e/o sulla plancia comandi oppure un sistema di pannelli fotovoltaici a tendina disposto all'interno del parabrezza e/o sulla parte superiore della carrozzeria.
[0071] Secondo una forma di realizzazione, il veicolo ? dotato di sistema di gestione ?Smart grid? che consente di collegare in parallelo al sistema di accumulo di impianto fotovoltaico la batteria del veicolo per scambiare e /o accumulare l'energia del veicolo preservando una quota minima di energia da conservare nel veicolo programmabile dall'utente, preferibilmente, se dotato di pacco batterie LiFePo4 con medesima tensione di bilanciamento.
[0072] Lo smart grid conferisce la possibilit? di collegare la batteria del veicolo in parallelo ad un sistema di accumulo gi? presente. Questo permette di ampliare la capacit? del sistema di accumulo e ottimizzare il recupero di energia solare quando sovrabbondante (giornate estive) e di cederla quando ? necessario (per esempio di notte), usufruire dell'energia e della produzione del sistema fotovoltaico montato a bordo per far fronte a picchi improvvisi senza sovraccaricare l'impianto.
[0073] La batteria pu? essere una batteria di tipo Litio ferro Fosfato (LiFePo4) con celle prismatiche. Preferibilmente si impiega una batteria Litio ferro Fosfato poich? essa ? la pi? sicura e stabile oggi disponibile sul mercato. La batteria Litio ferro fosfato ha una vita molto lunga di circa 3000 cicli di ricarica.
[0074] Le batterie LiFePO4 restano sempre delle batterie che utilizzano la chimica del litio, perci? condividono con essa gli stessi vantaggi e svantaggi. I vantaggi chiave delle batterie Li-FePO4, rispetto alle LiCoO2, sono una maggiore resistenza termica, una maggiore resistenza all'invecchiamento, una pi? alta corrente di picco e l'utilizzo del ferro che, al contrario del cobalto, ha un minore impatto ambientale.
[0075] Quando totalmente cariche, nel catodo delle celle LiFePO4 non rimane alcuna traccia di litio, mentre nelle celle al cobalto ne rimane circa il 50%.
[0076] Il veicolo dell?invenzione, quando dotato di inverter, pu? essere impiegato come una sorgente di energia mobile ricaricabile alimentato da energia solare e/o altre fonti di alimentazione (es. reti elettriche). Pertanto, il veicolo dell?invenzione ? anche un generatore elettrico ricaricabile movibile. In particolare il veicolo dell?invenzione ? un generatore elettrico ricaricabile movibile appartenente alle categorie dei veicoli L2e e L5e. Detto veicolo potrebbe anche essere impiegato come un generatore elettrico ricaricabile movibile, ad esempio per ricaricare altri veicoli elettrici.
[0077] I componenti del veicolo dell?invenzione sono tutti oggi commercialmente disponibili.
[0078] PARTE SPERIMENTALE
[0079] Risultati ed efficienza energetica ottenuti:
Prove di accelerazione
[0080] Sono stati eseguiti test di accelerazione sia in normal mode, che in sport mode.
[0081] Dalle 12 sessioni complessive emerge che sulla distanza di m 100:
Normal mode Vel di uscita = 50 km/h con t =11.8 sec
Sport mode Vel di uscita = 63 km/h con t = 10 sec
[0082] Test rilievo consumi su circuito
[0083] Dal test eseguito su circuito di simulazione cittadino di 360 m (Vedi Tabella di Fig. 9 del 23.05.21) e sulla base della ricarica effettuata il 25.05.2021 ove si ? caricato 5 KW e si ? stimato che il valore di energia rigenerata durante la prova sia stato pari a 500 W pari al 10% dell?energia totale, pertanto si ? stimato che:
[0084] il Consumo medio per Km pari a 40,5 W.
Sistema di ricarica Solare
[0085] Qui di seguito i dati di radiazione solare rilevati dal sito di Enea alla latitudine e longitudine di Vicenza.
[0086] Dallo studio dei parametri di irraggiamento solare correlato ai dati di produzione ottenuti nel mese di giugno con due diverse prove (02.06.21 e 23.06.21), abbiamo trovato la relazione e siamo andati a ricalcolare la produzione energetica sull?anno solare (12 Mesi).
[0087] I risultati ottenuti ci permettono di affermare che il recupero di energia fatto con i pannelli solari ? pari ad una percorrenza annua media di 5939 Km, con picco medio di recupero nei mesi di Giugno e Luglio di 27 Km al giorno ed un minimo medio nel mese di Gennaio di 5,2 Km al giorno
[0088] Abbiamo inoltre stimato il numero di ricariche da rete elettrica necessarie durante un anno solare per coprire i mesi in cui l?efficienza solare ? < di 15 Km al gg e risultano necessarie 7 ricariche all?anno.
[0089] Stimando un costo a KW di 0,4 Euro, essendo la batteria di 5,5 Kw ne risulta un costo di esercizio di:
0,4 x 5,5 x 7= 15, 4 Euro /Anno Per una percorrenza Annua di 5400 km
Bilancio energetico complessivo
[0090] Il Bilancio energetico complessivo si basa su un calcolo che stima il fabbisogno energetico necessario al veicolo per percorrere 15 km al giorno , 5 gg alla settimana, 4 settimane al mese per 12 mesi, cio? un totale di 5.400 Km/anno
[0091] Abbiamo stimato il fabbisogno energetico del mezzo per percorrere i 5400 Km/anno in 218,7 KW.
[0092] Abbiamo stimato il fabbisogno energetico non prodotto dal sistema fotovoltaico nei mesi con andamento negativo in 40,84 KW/anno.
[0093] E? possibile quindi ricalcolare il consumo energetico da Rete elettrica per la percorrenza di 5400 Km/Anno
[0094] Il Consumo medio per Km pari a 7,563 W/km
[0095] Si evince quindi una riduzione del consumo da Rete elettrica > 81%,
[0096] passando da un fabbisogno al Km di 40,5W ad un fabbisogno di 7,563 W/Km
[0097] Considerando l?impianto fotovoltaico nel range annuale di 5400 Km il minor consumo ? del 88%, 61 W/Km -86%= 7,563 W/Km
[0098] Il veicolo dell?invenzione ? capace di percorrere fino a 5939 Km/anno con consumo = 0 Watts a latitudine e longitudine della citt? di Vicenza.
[0099] Il veicolo dell?invenzione ? capace di percorrere un kilometro con un consumo medio compreso tra 0 e 7,563 Watts basati su una percorrenza annua nei 12 mesi solari di 5400 kilometri a latitudine e longitudine della citt? di Vicenza.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1) Veicolo a tre ruote per il trasporto comprendente:
- due ruote anteriori parallele e direzionabili ed una ruota posteriore, laddove le due ruote anteriori e/o la ruota posteriore ?/sono ruota/e motrice/i in cui il/i motore/i elettrico/i ?/sono incorporati nella ruota oppure sono esterni alla/e ruota/e ed ad essa/e connessa/i,
- un pianale realizzato in alluminio e/o materiali compositi leggeri e/o in magnesio,
- una intelaiatura realizzata in alluminio e/o materiali compositi leggeri e/o in magnesio, - una batteria tipo Litio Ferro Fosfato, tipo Lipo polimeri di litio, oppure tipo Litio Titanato, - un sistema di ricarica on board da rete elettrica,
- opzionalmente, un sistema di ricarica solare integrato.
2) Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere due posti per i passeggeri.
3) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 2, in cui la batteria tipo Litio Ferro Fosfato comprende 16 celle da 3,8 Volts ciascuna oppure comprende 16 celle in grado di fornire da 50 a 220 Ah oppure la batteria tipo Litio Ferro Fosfato fornisce una potenza da 2,5 a11,0 Kw.
4) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3 in cui il/i motore/i elettrico/i ha/hanno potenza compresa da 4 a 10 Kw.
5) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui la batteria ? posizionata sulla parte centrale ed inferiore del veicolo.
6) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la batteria ? raffreddata mediante il seguente circuito di raffreddamento ad aria comprendente:
a) due tubi internamente cavi disposti longitudinalmente rispetto al veicolo ed aventi ciascuno una apertura o presa d?aria disposta sulla parte frontale del veicolo ed aventi ciascuno l?altra estremit? chiusa ed essendo atti a farsi attraversare dall?aria entrata attraverso l?apertura,
b) un tubo internamente cavo disposto verticalmente rispetto i due tubi del punto a), che:
- collega detti due tubi del punto a),
- presenta due luci di passaggio dall?aria rispettivamente all?interno della congiunzione con i due tubi del punto a),
- presenta una fessura sulla parte inferiore atta a consentire il passaggio dell?aria, c) un contenitore della batteria comprendente una luce di passaggio dell?aria sulla parte sottostante alla batteria ed atto ad accogliere l?aria fuoriuscita dalla fessura del tubo di cui al punto b),
d) tramezzi di alluminio disposti tra ogni cella della batteria e collegati alle celle e collegati al basamento della batteria di alluminio, basamento collegato ai dissipatori di calore, e) dissipatori di calore collegati al basamento in alluminio e ai tramezzi di alluminio separatori di ogni cella, laddove detti dissipatori di calore sono disposti in senso longitudinale rispetto al veicolo e sono atti a farsi attraversare dal flusso d?aria;
f) almeno una ventola disposta sulla parte posteriore della batteria;
g) un sistema elettromeccanico di parzializzazione delle prese d?aria del punto a) disposte sulla parte frontale del veicolo.
7) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, capace di percorrere un kilometro con un consumo di energia medio compreso tra 35 e 45 Watts.
8) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, laddove il sistema di ricarica solare integrato comprende:
a. uno o pi? pannelli fotovoltaici,
b. un regolatore di carica solare,
c. un sistema per la gestione della batteria,
d. un contattore gestito dal sistema di controllo atto ad attivare o disattivare la carica solare in funzione dei parametri della batteria e del veicolo.
9) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, laddove il sistema di ricarica solare integrato comprende un sistema di pannelli fotovoltaici disposto sul cruscotto o sulla plancia comandi oppure un sistema di pannelli fotovoltaici a tendina disposto all'interno del parabrezza o sulla parte superiore della carrozzeria.
10) Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, dotato di sistema di gestione ?Smart grid? che consente di collegare in parallelo al sistema di accumulo di impianto fotovoltaico la batteria del veicolo per scambiare e /o accumulare l'energia del veicolo preservando una quota minima di energia da conservare nel veicolo programmabile dall'utente.
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