L’era dei veicoli sostenibili: l'innovazione del trasporto al Politecnico

Dimostrazione di veicoli di frontiera presso la PISTA 500

Il workshop "Towards the Sustainable Vehicle Era" (ToSVE), giunto alla sua terza edizione, è ormai considerato un punto di riferimento per la ricerca di frontiera e le tecnologie più promettenti destinate a plasmare l'auto del futuro. Promosso dal Politecnico e dai suoi Centri Interdipartimentali CARS-Center for Automotive Research and Sustainable Mobility e PEIC-Power Electronics Innovation Center, l'evento mira a offrire una visione completa sulla mobilità sostenibile, favorendo lo sviluppo di soluzioni in collaborazione con le più importanti imprese nazionali e internazionali del settore. L'obiettivo comune è assicurare un confronto continuo sui temi dell’impatto ambientale e della sicurezza dei trasporti del prossimo futuro, rispondendo alle sfide dettate dal cambiamento climatico. La tre giorni di ToSVE, organizzata dal 17 al 19 novembre scorsi con eventi diversificati, ha anche quest’anno offerto uno sguardo a 360 gradi sull’innovazione nella mobilità.

Prototipi, dimostrazioni pratiche e tecnologie di frontiera

Ad aprire l’evento, l’appuntamento presso la storica PISTA 500 del Comprensorio Lingotto interamente dedicato all'esposizione e alle dimostrazioni di veicoli e prototipi di frontiera. Filo conduttore degli sviluppi presentati è stato il miglioramento dell'efficienza energetica, della sicurezza e del comfort dei veicoli: tra le tecnologie in mostra, soluzioni che integrano nuovi vettori energetici, come l'idrogeno o i combustibili non fossili, e quelle relative all'elettrificazione.

I partecipanti hanno potuto, ad esempio, osservare dimostrazioni pratiche di un prototipo di auto elettrica urbano modulare con sistema di battery swap gestibile dall’utilizzatore, una city car convenzionale trasformata in vettura elettrica omologata su strada – mediante un kit powertrain elettrico – e un prototipo di veicolo elettrico urbano con sistema di gestione termica con consumi ridotti e l’uso di fluidi refrigeranti a basso impatto ambientale. E ancora, un sistema di Active Sound che crea il rumore artificiale di un motore a combustione su una silenziosa vettura elettrica – realizzato specificamente per sviluppare e migliorare la guidabilità – e Sistemi di Sicurezza Basati sull'IA – misure di sicurezza avanzate, come la possibilità di permettere ad un veicolo di condividere i dati dei propri sensori di bordo con i veicoli circostanti, o di fornire informazioni aggiuntive agli autisti tramite un software sviluppato per sistemi che combinano funzioni di informazione e intrattenimento, arrivando fino ad avvisare della presenza di pedoni o ciclisti sul percorso.

Un'importante vetrina per la ricerca nell'ingegneria automotive, che ha mostrato anche i prodotti che, nati dalla collaborazione tra mondo accademico e industria, sono già arrivati sul mercato.

Il dialogo tra ricerca e industria inaugurato dal Prorettore Elena Baralis

Ricerca e industria in dialogo

La seconda giornata, che si è svolta presso l'Aula Magna del Politecnico, ha ospitato relatori provenienti dal mondo accademico e dall’industria. Inaugurato dai saluti istituzionali del Prorettore Elena Baralis, l’incontro si è sviluppato attraverso diverse sessioni tematiche.

La prima, "Perspectives on sustainable mobility", ha visto Stellantis presentare la sua collaborazione con il Politecnico sulla ricerca di batterie avanzate e motori privi di terre rare, mentre Iveco Group ha discusso l'uso dell'Intelligenza Artificiale per migliorare la sicurezza e la produttività dei veicoli. AVL ha quindi mostrato le problematiche dello sviluppo prodotto in Europa e quali possono essere i nuovi approcci metodologici per essere competitivi rispetto a costruttori asiatici. Infine, SPEA ha illustrato un’iniziativa tra più aziende volta ad implementare un approccio che ha l’obiettivo di eliminare difetti nei sistemi elettronici nei veicoli (Zero Failures Initiative di SPEA).

La seconda sessione, "Future Trends on Vehicle Subsystems and Control", ha invece esplorato i trend di sviluppo futuro nell’ambito delle powertrain elettriche (FPT Industrial) e dei sistemi di accumulo basati su batterie (Podium Tech) oltre che dei sistemi di controllo avanzato (Elaphe Propulsion Solutions) anche sfruttando l'IA e il Machine Learning (Sensor Reply).

La terza sessione si è infine concentrata sul tema "Electric and electronic technologies for electrification", dove sono stati approfonditi i progressi nei semiconduttori a banda larga come il Nitruro di Gallio (GaN) per la trazione elettrica (Cambridge GaN Devices), le ultime soluzioni di packaging per moduli di potenza inverter (Vishay Intertechnology), tecniche innovative di simulazione dei motori elettrici di trazione (Plexim), e l'applicazione commerciale di brevetti PoliTO per powertrain elettrici usati per l’elettrificazione di city car convenzionali da parte di Nova Energia.

Durante l'intera giornata sono state allestite la Proto Session, ovvero l'esposizione di prototipi funzionanti di assali elettrici, inverter innovativi e motori elettrici senza terre rare, e la Poster Session, che ha presentato i più recenti progetti di ricerca applicata condotti in Ateneo. Il cortile del Politecnico ha invece ospitato vetture elettriche ed ibride commerciali e sportive, inclusa la vettura Aspark SP600 (Manifattura Automobili Torino) che ha stabilito il record mondiale di velocità per vetture elettriche.

La presentazione dei risultati della ricerca di Ateneo nel progetto PNRR MOST

Presentazione dei risultati scientifici di MOST

Nella terza giornata di evento sono stati presentati i risultati della ricerca condotta al Politecnico nell’ambito del progetto MOST-Centro Nazionale per la Mobilità Sostenibile finanziato dal PNRR. La giornata, aperta dal Direttore Generale di MOST, Gianmarco Montanari, è stata strutturata in quattro sessioni dedicate ai 6 Spoke (linee di ricerca) in cui è coinvolto il Politecnico, che riveste il ruolo di coordinatore dei primi due: Mobilità aerea (Coordinamento Spoke 1 prof. G. Guglieri), Veicoli stradali sostenibili (Coordinamento Spoke 2 prof. A. Tonoli), Veicoli connessi e autonomi (partner Spoke 6), Mobilità cooperativa connessa e automatizzata (CCAM) e infrastrutture intelligenti (partner Spoke 7), Materiali innovativi e alleggerimento (partner Spoke 11) e Sistemi di trazione elettrica e batteria (partner Spoke 13).

La sessione pomeridiana è stata dedicata all’evento finale dello Spoke 2 (Veicoli Stradali Sostenibili) con interventi di presentazione dei risultati ottenuti dalla collaborazione fra i partner universitari (Politecnico di Torino, Università di Bologna, Palermo, Cassino, Salerno) e industriali (Stellantis – CRF, IVECO, Pirelli, Teoresi, SNAM, Brembo). Lo Spoke studia soluzioni innovative che permettono di rendere i veicoli elettrici più efficienti e sostenibili dal punto di vista ambientale e sociale ed economico. L’attività ha portato allo sviluppo, fra gli altri, di due prototipi di veicoli.

Il primo prototipo è un’auto elettrica leggera e di piccole dimensioni (massa inferiore a 1000kg) pensata per mobilità urbana ed extraurbana. Tramite un sistema di battery swap, l’utilizzatore può scegliere se installare una o due batterie che possono essere montate e sostituite per la ricarica dallo stesso utilizzatore tramite un semplice carrello. Per l’uso urbano si monta una batteria che permette un’autonomia di circa 200km; con due batterie l’autonomia in ambito extra urbano cresce a 250km. Quando il veicolo è in configurazione urbana, la batteria non installata sul veicolo può diventare il sistema di accumulo per un impianto fotovoltaico. Un ulteriore contributo al miglioramento dell’efficienza energetica viene poi dalla ricerca e dall’impiego di pneumatici a bassissima resistenza al rotolamento, un cruise control predittivo e un sistema di sospensioni attive che permettono il recupero di energia.

Il secondo prototipo è un veicolo industriale ad idrogeno (Fuel Cells) pensato per il last-mile delivery – fase finale del processo di spedizione, che consiste nel consegnare un pacco dall'hub logistico più vicino direttamente al cliente finale. Il controllo dell’energia di bordo del veicolo è gestito sulla base delle informazioni che provengono da sensori di bordo quali telecamera e radar, e dalla comunicazione fra veicolo e veicolo e fra veicolo e infrastruttura.

Altri importanti risultati sono stati ottenuti nell’ambito di due progetti Flagship. Il primo progetto è dedicato a batterie che combinano una sezione ad alta energia e ad alta potenza. Questo sistema permette di massimizzare il recupero di energia durante le frenate, con il risultato di poter consumare meno energia, riducendo la capacità della batteria. Il secondo progetto è quindi dedicato ad un innovativo sistema di misura del particolato emesso dagli pneumatici.