Lo studente verrà posto in grado di familiarizzare con le problematiche relative all’accumulo dell’energia elettrica, le principali tecnologie e la loro gestione attiva.
Saranno forniti gli strumenti per comprendere le tecnologie impiegate per la generazione di potenza elettrica. Conoscere le architetture di conversione statica della potenza elettrica ed il loro impiego nei powertrain. Caratteristiche di tolleranza al guasto saranno parte integrante del programma del corso.
Le esercitazioni verranno condotte mediante l’impiego di simulatori real-time di tipo Digital Twin, per mezzo dei quali verranno mostrate delle applicazioni di casi reali
Saranno forniti gli strumenti per comprendere le tecnologie impiegate per la generazione di potenza elettrica. Conoscere le architetture di conversione statica della potenza elettrica ed il loro impiego nei powertrain. Caratteristiche di tolleranza al guasto saranno parte integrante del programma del corso.
Le esercitazioni verranno condotte mediante l’impiego di simulatori real-time di tipo Digital Twin, per mezzo dei quali verranno mostrate delle applicazioni di casi reali
scheda docente
materiale didattico
Sistemi di conversione statica e tolleranza ai guasti.
Struttura e funzionamento delle macchine elettriche di tipo fault tolerant.
Struttura e funzionamento delle reti elettriche di bordo.
Architetture di propulsione e generazione della potenza elettrica a bordo di aeromobili, dalla struttura convenzionale, al powertrain ibrido ed al full-electric. Ibrido parallelo, ibrido serie. Parzialmente elettrico serie e parallelo.
Dimensionamento dei sistemi di accumulo, serie e parallelo. Esempi applicativi su velivoli senza pilota. Battery Management Systems.
Tendenze e sviluppi della propulsione elettrica aeronautica.
Ground Power Units (GPU).
Le esercitazioni verranno svolte tramite l’impiego di software quali Matlab/Simulink e National Instruments LabVIEW.
Sistemi Hardware-In-the-Loop (HIL) per la simulazione real-time di sistemi elettrici (Digital Twin): dalla generazione dei modelli alla codifica su piattaforme di calcolo.
Haran K, Madavan N, O’Connell TC, eds. Electrified Aircraft Propulsion: Powering the Future of Air Transportation. Cambridge University Press; 2022.
https://ieeexplore.ieee.org/book/8854887
https://ieeexplore.ieee.org/book/7753049
https://ieeexplore.ieee.org/book/8504362
https://ieeexplore.ieee.org/book/9989444
Programma
Sistemi di accumulo ed impieghi in campo aeronautico. Accumulatori elettrochimici ad alta temperatura. Supercondensatori. Tecnologie di accumulo basate sul litio: strutture, gestione e protezione, normativa. Accumulo di idrogeno.Sistemi di conversione statica e tolleranza ai guasti.
Struttura e funzionamento delle macchine elettriche di tipo fault tolerant.
Struttura e funzionamento delle reti elettriche di bordo.
Architetture di propulsione e generazione della potenza elettrica a bordo di aeromobili, dalla struttura convenzionale, al powertrain ibrido ed al full-electric. Ibrido parallelo, ibrido serie. Parzialmente elettrico serie e parallelo.
Dimensionamento dei sistemi di accumulo, serie e parallelo. Esempi applicativi su velivoli senza pilota. Battery Management Systems.
Tendenze e sviluppi della propulsione elettrica aeronautica.
Ground Power Units (GPU).
Le esercitazioni verranno svolte tramite l’impiego di software quali Matlab/Simulink e National Instruments LabVIEW.
Sistemi Hardware-In-the-Loop (HIL) per la simulazione real-time di sistemi elettrici (Digital Twin): dalla generazione dei modelli alla codifica su piattaforme di calcolo.
Testi Adottati
Dispense a cura del docente.Haran K, Madavan N, O’Connell TC, eds. Electrified Aircraft Propulsion: Powering the Future of Air Transportation. Cambridge University Press; 2022.
https://ieeexplore.ieee.org/book/8854887
https://ieeexplore.ieee.org/book/7753049
https://ieeexplore.ieee.org/book/8504362
https://ieeexplore.ieee.org/book/9989444
Bibliografia Di Riferimento
V. Madonna, P. Giangrande and M. Galea, "Electrical Power Generation in Aircraft: Review, Challenges, and Opportunities," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 4, no. 3, pp. 646-659, Sept. 2018, doi: 10.1109/TTE.2018.2834142. T. C. Cano et al., "Future of Electrical Aircraft Energy Power Systems: An Architecture Review," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 7, no. 3, pp. 1915-1929, Sept. 2021, doi: 10.1109/TTE.2021.3052106 Xin Zhao, J. M. Guerrero and Xiaohua Wu, "Review of aircraft electric power systems and architectures," 2014 IEEE International Energy Conference (ENERGYCON), Cavtat, Croatia, 2014, pp. 949-953, doi: 10.1109/ENERGYCON.2014.6850540. M. Ghassemi, A. Barzkar and M. Saghafi, "All-Electric NASA N3-X Aircraft Electric Power Systems," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 4, pp. 4091-4104, Dec. 2022, doi: 10.1109/TTE.2022.3158186. P. Kshirsagar et al., "Anatomy of a 20 MW Electrified Aircraft: Metrics and Technology Drivers," 2020 AIAA/IEEE Electric Aircraft Technologies Symposium (EATS), New Orleans, LA, USA, 2020, pp. 1-9. X. Roboam, "New trends and challenges of electrical networks embedded in “more electrical aircraft”," 2011 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Gdansk, Poland, 2011, pp. 26-31, doi: 10.1109/ISIE.2011.5984130.Modalità Frequenza
La frequenza è fortemente consigliata.Modalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene tramite colloquio. Allo studente verranno sottoposti due quesiti sugli argomenti trattati durante il corso.