OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Gli obiettivi principali dell'insegnamento sono: fornire una conoscenza adeguata e critica sui sistemi di propulsione ecocompatibili per diverse applicazioni, tenendo conto delle problematiche energetiche ed economiche. Sviluppare competenze per l'analisi e il confronto di sistemi e tecnologie avanzate per motori a combustione interna (MCI) a bassissime emissioni, lo sviluppo di sistemi di propulsione elettrici e ibridi e l'applicazione delle celle a combustibile alla propulsione dei veicoli stradali. Definire criteri per la selezione di diversi sistemi e tecnologie con riferimento a diversi campi di applicazione. Valutare i reali benefici in termini di consumo energetico e impatto ambientale delle soluzioni tecniche proposte rispetto ai sistemi convenzionali. Delineare caratteristiche e proprietà dei combustibili alternativi per orientare la loro selezione e il loro utilizzo.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di:

• confrontare soluzioni tecniche per il controllo delle emissioni e la riduzione della CO2 nei sistemi di propulsione con un approccio quantitativo;
• applicare basi teoriche e principi operativi per migliorare le prestazioni e l'impatto ambientale dei sistemi di propulsione;;
• identificare opzioni fattibili per la produzione e l'uso di combustibili e vettori energetici alternativi;
• valutare tecnologie per lo sviluppo di sistemi di propulsione avanzati;
• comunicare efficacemente in forma scritta e orale, adattando la propria comunicazione al contesto, utilizzando fonti e aiuti di varia natura;
• utilizzare il pensiero critico e le capacità argomentative, elaborando e valutando le informazioni;
• identificare le proprie capacità, concentrarsi e riflettere criticamente su un compito, gestendo la complessità, mostrando resilienza e autonomia nel processo decisionale e nello svolgimento dei compiti, cercando supporto se necessario, gestendo lo stress;
• essere consapevole delle proprie strategie di apprendimento, organizzare e valutare l'apprendimento personale in base a ciò che è stato compreso e appreso, comprendere le proprie esigenze e le modalità di sviluppo delle competenze, mostrando capacità di identificare e perseguire obiettivi di apprendimento.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali (una parte delle quali in modalità mista sincrona), comprese discussioni su questioni tecniche. Argomenti verranno proposti e selezionati dagli studenti per sviluppare analisi dettagliate sulla letteratura disponibile, siti opportunamente selezionati o utilizzando IA generativa, allo scopo di preparare presentazioni per seminari in aula. Le presentazioni saranno discusse e valutate tra pari.

Si invitano gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali a contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi. Si rammenta inoltre che la richiesta di misure compensative/dispensative per gli esami dovrà essere inviata, usando il modulo al seguente link https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back, al docente del corso, al referente DIME (federico.scarpa@unige.it) e al settore (inclusione.studenti@info.unige.it) almeno 7 giorni lavorativi prima della prova, come da linee guida presenti al link https://unige.it/disabilita-dsa/richiesta-servizi

PROGRAMMA/CONTENUTO

Sistemi e tecnologie avanzati per ICE a bassissime emissioni – Panoramica generale su problemi, legislazione e possibili azioni. Sistemi avanzati di iniezione del carburante. Processi di combustione avanzati. Dispositivi e sistemi innovativi per il controllo delle emissioni di scarico. Concetti avanzati di sovralimentazione. Riduzione delle emissioni di CO2 nei motori termici. Concetto di downsizing e tecnologie correlate.

Combustibili alternativi – Gas naturale. Idrogeno e miscele idrogeno-metano per motori termici. Biocombustibili. Ammoniaca e metanolo. Emissioni complessive di CO2. Analisi Well-to-Wheels.

Propulsione elettrica ed ibrida – Propulsione elettrica: vantaggi/svantaggi, prestazioni, autonomia, costi, componenti, bilancio energetico ed emissivo complessivo. Propulsione ibrida: configurazioni dei sistemi ibridi, categorie ibride (sistemi start-&-stop, micro, Mild, Full Hybrid), caratteristiche principali, caratteristiche e limiti delle configurazioni operative, esempi applicativi, bilancio energetico ed emissivo complessivo, ulteriori sviluppi.

Celle a combustibile per applicazione ai sistemi di propulsione – Applicazione delle celle a combustibile ai sistemi powertrain: tipologie, problemi operativi, prestazioni, sistemi di generazione e stoccaggio dell'idrogeno, bilancio energetico ed emissivo; applicazioni, questioni tecniche ed economiche, ulteriori sviluppi.

Verranno inoltre sviluppati progetti per l'approfondimento di argomenti discussi a lezione, anche utilizzando in modo critico l'intelligenza artificiale generativa.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti sui diversi argomenti trattati a lezione verranno forniti dal docente attraverso la pagina Aulaweb. Pertanto tutti gli studenti iscritti, compresi gli studenti lavoratori, potranno accedere alla documentazione necessaria per la preparazione dell'esame. Si consiglia la frequenza alle lezioni.

P. J. Dingle and M. D. Lai, Diesel Common Rail and Advanced Fuel Injection Systems, Society of Automotive Engineers, 2005.

R. van Basshuysen, Gasoline Engine with Direct Injection, Vieweg+Teubner, 2009.

AA. VV., Advanced combustion for low emissions and high efficiency: a literature review of HCCI combustion concepts, CONCAWE Technical Report no.4/08, 2008.

B. Kegl, M. Kegl, S. Pehan, Green Diesel Engines – Biodiesel Usage in Diesel Engines, Springer, 2013.

B. Morey, Future Automotive Fuels and Energy – Technology Profile, Society of Automotive Engineers, 2013.

G. Kalghatgi, Fuel/Engine Interactions, Society of Automotive Engineers, 2014.

K. Owen, T. Coley, Automotive Fuels Reference Book, Society of Automotive Engineers, 3rd Edition, 2014.

I. Husain, Electric and Hybrid Vehicles – Design Fundamentals, Taylor and Francis Group, 2011.

AA. VV., Fuel Cell Handbook, U.S. Department of Energy, Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory, 7th Edition, 2004.

P. Corbo, F. Migliardini, O. Veneri, Hydrogen Fuel Cells for Road Vehicles, Springer, 2011.

R. Edwards, H. Hass, J.F. Larivé, L. Lonza, H. Maas, D. Rickeard, Well-to-Wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context – Well-to-Wheels Report, Version 5, European Commission – Joint Research Centre, Institute for Energy and Transport, 2020.

K. Senecal, F. Leach, Racing Toward Zero - The Untold Story of Driving Green. SAE International, 2021.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/11917/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Discussione dei progetti sviluppati durante l'insegnamento.

Si invitano gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali a contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi. Si rammenta inoltre che la richiesta di misure compensative/dispensative per gli esami dovrà essere inviata, usando il modulo al seguente link https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back, al docente del corso, al referente DIME (federico.scarpa@unige.it) e al settore (inclusione.studenti@info.unige.it) almeno 7 giorni lavorativi prima della prova, come da linee guida presenti al link https://unige.it/disabilita-dsa/richiesta-servizi
 

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Verranno valutati i seguenti aspetti:

• conoscenza e comprensione degli argomenti trattati durante le lezioni;
• applicazione di un approccio critico per confrontare opzioni e caratteristiche dei sistemi di propulsione;
• uso di un linguaggio tecnico adeguato;
• capacità di riprodurre e discutere semplici schemi tecnici.

ALTRE INFORMAZIONI

Rivolgersi al docente per ulteriori informazioni non comprese nella scheda insegnamento.