Progetto HyMC - Energia avanzata per veicoli elettrici e a idrogeno

Il progetto HyMC è realizzato nell’ambito del Programma CNMS (CN00000023), finanziato dall’Unione Europea – NextGenerationEU attraverso i fondi PNRR MUR – M4C2, Investimento 1.4: "Potenziamento strutture di ricerca e creazione di campioni nazionali di R&S su alcune Key Enabling Technologies".

Grazie a questo programma, Alma Automotive applica le competenze sviluppate nella progettazione di convertitori DC-DC per il motorsport, per sviluppare una nuova generazione di DC-DC ad alta efficienza destinata a veicoli alimentati a idrogeno e batterie.

Obiettivi del progetto

L’obiettivo principale di HyMC è la realizzazione di un prototipo di convertitore DC-DC modulare per veicoli elettrici con cella a combustibile a idrogeno.

L’idrogeno rappresenta un’alternativa promettente alle tecnologie basate esclusivamente su batterie. In questo contesto, il convertitore DC-DC è un componente fondamentale: consente di collegare l’uscita della Fuel Cell al bus ad alta tensione del powertrain, ottimizzando i flussi energetici del veicolo.

Caratteristiche tecniche

• L’unità base di HyMC è un convertitore DC-DC da 15 kW di potenza, progettato per essere parallelizzabile.
• La struttura modulare consente di adattare il dispositivo a diverse taglie di sistemi propulsivi, fino a 90 kW.
• Il dispositivo proposto integra tecniche innovative per massimizzare l’efficienza e ridurre l’ingombro, tra cui:
  • Partial Power Conversion
  • Topologia di conversione risonante LLC
  • Semiconduttori Wide Bandgap
• I requisiti di progetto saranno definiti in stretta collaborazione con l’ente proponente, per garantire l’aderenza alle esigenze delle applicazioni automotive.
• La progettazione punterà a ottimizzare l’efficienza, mantenendo dimensioni compatte, peso contenuto e facile integrabilità a bordo veicolo.

Risultato del progetto HYMC

Alma Automotive ha concluso con successo lo sviluppo di un prototipo funzionante di convertitore DC-DC automotive modulare da 15 kW, basato su topologia Partial Power Conversion.

Il sistema è progettato per interfacciarsi con celle a combustibile da 150V a 250V e per alimentare powertrain a batteria fino a 800V.
Grazie alla topologia scelta e all’uso di componenti innovativi, è stata raggiunta un’efficienza media superiore al 96%.

Il controllo del convertitore, sviluppato interamente su misura per questa applicazione, consente il monitoraggio completo dei parametri di funzionamento, garantendo un’uscita stabile in corrente, tensione e potenza. Questo consente una gestione energetica ottimizzata, pensata per preservare lo stato di salute di fuel cell e batterie, riducendo transitori di corrente e zone di lavoro inefficienti.

Il prototipo è stato pensato per essere scalabile e adattabile a differenti configurazioni operative, in termini di potenza, di tensioni di ingresso e corrente in uscita.

Finanziamento

Il progetto ha comportato un investimento complessivo di € 215.541,00, finanziato da un contributo pubblico pari a € 133.265,00.