DIPROVEL: “Dimostratore tecnologico di un sistema di Propulsione ibrida aeronautico per applicazioni su Velivoli leggeri”

Partner: CMD, CIRA, UMBRA CUSCINETTI, VGA.

GearUp s.r.l. attività di collaborazione tecnica

GearUp s.r.l. ha prestato consulenza tecnica nell’ambito del progetto PON – DIPROVEL “Dimostratore tecnologico di un sistema di Propulsione ibrida aeronautico per applicazioni su Velivoli leggeri” per la progettazione del sistema ibrido parallelo per applicazioni aeronautiche (velivolo Cessna 337) avente una potenza massima di 135 kW.

Il propulsore ibrido è composto da un motore alternativo a combustione interna (CMD22), da una macchina elettrica sincrona a magneti permanenti (EMRAX 268 LV) controllata da un convertitore di potenza DC/AC (GVI Parker) ed alimentata da un pacco batterie agli ioni di litio LiIon (composto da celle KOKAM).

Nello specifico è stato sviluppato da GearUp s.r.l.:

  • l’accoppiamento meccanico tra motore termico e macchina elettrica (mediante cuscinetto unidirezionale) Figura 1;
  • le strategie di controllo del propulsore ibrido. Questa si basa sulla teoria di minimizzazione di un potenziale Hemiltoniano chiamata “Equivalent Consumption and Minimization Strategy” (ECMS). La strategia di controllo è stata implementata in una centralina di sviluppo (FPGA) e testata in laboratorio in Real Time (RT) Figura 2.

Figura 1. Propulsore ibrido aeronautico CMD 22 e EMRAX 268 LV.

Il prototipo è stato realizzato e testato in laboratorio presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II.

Figura 2. Modello matematico del propulsore ibrido Aeronautico realizzato in Matlab/Simulink.

I test condotti in laboratorio confermano le previsioni numeriche simulate attraverso un modello realizzato in Matlab/Simulink in Figura 2. I risultati dimostrano che il sistema di propulsione ibrido realizzato per applicazioni aeronautiche può contribuite in termini di riduzione delle emissioni di anidride carbonica CO2 e quindi riduzione dei consumi globali sia in configurazione “plug-in” pari a circa il 30% che “full-hybrid” pari al 6%, mantenendo inalterate le performance complessive. Il limite tecnologico di questa applicazione aeronautica resta attualmente l’elevato peso/volume specifico delle batterie agli ioni di Litio.

Pubblicazioni

  • Fornaro, E. MANAGEMENT STRATEGIES FOR AIRCRAFT HYBRID PRUPULSION SYSTEM AND EXPERIMENTAL ASSESMENT. PhD Thesis, (2023) University of Naples Federico II. URL: http://www.fedoatd.unina.it/id/eprint/1439.
  • Fornaro, E., Cardone, M., & Dannier, A. (2022). A Comparative Assessment of Hybrid Parallel, Series, and Full-Electric Propulsion Systems for Aircraft Application. IEEE Access10, 28808-28820.
  • Fornaro, E., Cardone, M., & Dannier, A. (2022, June). Hybrid Electric Aircraft Model Based on ECMS Control. In 2022 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM)(pp. 865-870).
  • Fornaro, E., & Tordela, C. (2023). An Energy Management Strategy for Aeronautical Hybrid Propulsion Systems Based on an MPC Supervisor(No. 2023-24-0026). SAE Technical Paper.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Torna in alto