Storia. La Morgan LifeCar a fuel cell

Storia. La Morgan LifeCar a fuel cell

20 set, 2014

Fonte: Morgan

 

Ginevra, Svizzera. Marzo 2008. Il nome LIFECar è stato coniato dal team di OSCar Automotive Ltd (ora interamente di proprietà di Riversimple LLP).

Il nome LIFECar riassume i principi fondamentali di progettazione sostenuta da Riversimple – Whole System Design, efficienza energetica e minimizzazione delle risorse. Infatti, LIFECar è l’acronimo di Lightweight Integrated Fuel Efficient Car.

Hugo Spowers (fondatore di Oscar Automotive Ltd e Managing Partner di Riversimple LLP), ha cercato di dimostrare con il progetto LIFECar che significativi aumenti dell’efficienza del consumo di carburante può essere raggiunto con tecniche agevolmente disponibili. Affinché questo progetto prenda forma, e con il supporto iniziale e lungimirante della Morgan Motor Company, ha formato il consorzio LIFECar di Cranfield University, Linde, Università di Oxford e QinetiQ; insieme hanno ricevuto il sostegno di BERR, ex DTI, come parte dei fondi da utilizzare nel progetto.

A Riversimple, crediamo che se le auto ecosostenibili sono da realizzare, che siano necessarie le auto a zero emissioni al punto di utilizzo ma non sufficienti; la metrica dominante per l’industria sarà l’efficienza energetica. Tuttavia, abbiamo l’opinione che le sfide che devono affrontare le automobili altamente efficienti sono molto inferiori sulla tecnologia che rispetto l’impegno e l’inerzia strutturale.

In certa misura, convincendo uno dei paesi europei più piccoli di OEM (con un minimo di ricerca e di fondi per lo sviluppo) di essere coinvolti in questo progetto, abbiamo dimostrato ciò che è realizzabile, anche con un budget limitato (meno di £ 2 milioni di sterline).

Gli elementi chiave del progetto (come il nome suggerisce) comprendono la struttura leggera e il disegno dell’intero sistema integrato del veicolo attorno alle caratteristiche di una cella a combustibile.

LIFECar combina una cella a combustibile a idrogeno con una serie di supercondensatori tale che le esigenze in velocità crociera e le esigenze di accelerazione sono disaccoppiate e risolte in un modo altamente ottimizzato.

Grazie alla combinazione di queste tecnologie con una struttura leggera, LIFECar ottiene un’unica combinazione di prestazioni, efficacia dei costi e l’efficienza del carburante.

Hugo Spowers, Managing Partner di Riversimple LLP, spiega l’applicazione del suo design e filosofia aziendale in LIFECar e nei progetti per il futuro:

“Ci siamo concentrati sull’integrazione di tecnologie esistenti – piuttosto che nello sviluppo di nuove. Contrariamente alla saggezza ricevuta, la tecnologia delle celle a combustibile può ora fare ciò che deve essere fatto; le barriere tecnologiche comunemente percepite sono artefici della progettazione, l’innesto delle celle a combustibile in architetture sviluppate per soddisfare le caratteristiche dei motori a combustione, contrariamente invece al “Whole System Design” sviluppato attorno alle celle a combustibile.

Il nostro prossimo dimostratore tecnologico nella forma di una city car (che sarà rivelata nell’autunno del 2008) sottolinea, ancora una volta, ciò che può essere raggiunto via Riversimple”.

 

Morgan LIFECar

La Morgan LIFECar dà un nuovo sguardo ai trasporti, offrendosi come approccio rivoluzionario alla libertà personale come ha fatto la brillante Morgan Threewheeler introdotta da HFS Morgan quasi 100 anni fa.

LIFECar è alimentata da una cella a combustibile che è dimensionata per soddisfare le richieste di carico costante di velocità crociera (circa il 20% del picco potenza) e di conseguenza notevoli riduzioni di peso e di costi sono stati fatti rispetto altri disegni. Per riconquistare l’energia durante la frenata, è disponibile il massimo delle prestazioni nella LIFECar attraverso una combinazione unica di tecnologie.

Il concetto iniziale è stato il frutto di Hugo Spowers di Riversimple, una società specializzata che indaga su nuove idee e soluzioni di trasporto rispettose dell’ambiente. Per realizzare LIFECar tuttavia, sono stati necessari diversi partner per rendere il concetto di una realtà.

Il progetto è basato sull’idrogeno come fonte di combustibile, perché quando brucia l’unica emissione è l’acqua pura.

L’idrogeno è potenzialmente abbondante e Spowers ha portato Linde a far parte del progetto per la loro competenza su tutta la catena di fornitura di idrogeno, dalla produzione e distribuzione attraverso i loro sistemi di rifornimento ad alta pressione.

L’idrogeno viene convertito in energia elettrica utilizzando una cella a combustibile a idrogeno con stack PEM 4. Oltre a produrre 22kW di energia elettrica, la cella a combustibile produce solo calore e acqua come sottoprodotti. La cella a combustibile fatta da QinetiQ opera al 45% di efficienza, un significativo passo avanti rispetto il motore a combustione interna convenzionale.

L’elettricità è rivolta ai 4 motori elettrici/generatori, ciascuno collegato direttamente ad una ruota motrice. Non solo questi motori sono super efficienti – 92-94% in tutta la loro gamma operativa – ma hanno frenata rigenerativa integrata, in modo di riconquistare l’energia cinetica per usarla quando è richiesta l’accelerazione vivace (e riducendo ulteriormente il consumo energetico).

Mentre la frenata rigenerativa non è un concetto nuovo, le applicazioni attuali offrono circa il 10% di riutilizzo di energia, mentre in LIFECar, fino al 50% di quest’energia cinetica che viene immagazzinata può essere riutilizzata.

Questa energia riacquistata deve essere immagazzinata in modo efficiente e rilasciata al momento necessario. Questo è il lavoro delle batterie, che sono ricche di metalli, pesanti e limitati nella loro capacità di fornire o ricevere raffiche di elevata energia.

LIFECar ha evitato l’uso delle batterie in favore di una serie di supercondensatori. Questi hanno la capacità di ricevere ed erogare fino a 1000 ampere in entrambi i sensi (entrata ed uscita), massimizzando lo stoccaggio di energia in fase di frenata e la distribuzione di una potente accelerazione.

Questa tecnologia non sarebbe pratica senza controlli sofisticati.

La Cranfield University ha sviluppato sistemi di gestione per il veicolo, per l’idrogeno, per le celle a combustibile, per i supercondensatori e per i motori che consentono loro di diventare l’unità di sistema di frenata (abbastanza potente per dare 0.7 g così come per quanto riguarda l’energia che genera). Essi hanno inoltre sviluppato una soluzione per passare facilmente dall’uso dei freni elettronici ad un sistema idraulico convenzionale a velocità molto basse.

LIFECar è stata progettata per offrire il consumo di energia equivalente a 150 mpg con un potenziale di velocità massima di 80-85 mph (129-137 km/h), un tempo di accelerazione 0-62 (0-100 km/h) di meno di 7 secondi e un’autonomia di 250 miglia (402 km).

Questo mix unico di tecnologia è stato confezionato da Morgan per aggiungere un altro tocco unico al progetto.

Utilizzando solo i materiali migliori e più leggeri che sono anche interessanti sotto il profilo ambientale ed un punto di vista estetico, quali l’alluminio, il legno e la pelle, il DNA Morgan è chiaramente visibile e dà una nuova dimensione al concept ecologicamente sensibile.

 

LIFECar

LIFECar contiene un’unica piattaforma di controllo denominata Vehicle System Controller or VSC che ha la responsabilità generale per i sistemi elettronici del veicolo.

Il VSC ha quattro funzioni principali:

1 fornire un’interfaccia al conducente

2 gestire il movimento del veicolo

3 gestire la richiesta di potenza e di energia del veicolo

4 gestire le operazioni sequenziali del veicolo

Il primo consiste nel prendere gli input del conducente e da questi generare l’appropriato ‘comandi’ per il resto del veicolo. Esso fornisce anche un feedback al conducente per lo stato del veicolo.

Il controllo del moto del veicolo comporta la pianificazione dei comandi di coppia ai quattro motori elettrici per garantire che il veicolo presenta le caratteristiche dinamiche e di stabilità corrette. Il VSC gestisce anche il sistema di frenata del veicolo che è composto da freni ad attrito e da una frenata rigenerativa per garantire che l’energia venga catturata e stoccata nei supercondensatori per utilizzarla in seguito dal veicolo.

La gestione dell’alimentazione e dell’energia coinvolge il bilanciamento delle esigenze di potenza dinamica (dal driver ed altre accessori) tra la cella a combustibile e l’ultracapacitor per:

• accertarsi che la cella a combustibile non sia danneggiata

• garantire che il supercondensatore abbia la sufficiente energia immagazzinata da sostenere l’accelerazione del veicolo

• la frenata rigenerativa.

Questo VSC gestisce anche la fornitura di idrogeno a bordo, compresi i requisiti di sicurezza associati all’uso dell’idrogeno compresso.

Le funzioni di sequenziamento del VSC sono lì principalmente per garantire che l’avviamento e lo spegnimento del veicolo avvenga correttamente e che tutte le funzioni di sicurezza siano in atto per garantire il funzionamento sicuro dei sistemi elettrici ed a idrogeno sul veicolo.

 


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