Advanced power-trains and -systems for full electric aircrafts

I progressi nelle macchine elettriche, nell'elettronica di potenza e nelle tecnologie delle batterie combinate con i sistemi ICT più avanzati stanno rivoluzionando il modo in cui l'energia viene prodotta, trasmessa, distribuita e utilizzata e rappresentano un fattore chiave nel rapido sviluppo di un mondo privo di inquinamento, basato sulla generazione distribuita, smart grid, utilizzo di carichi ad alta efficienza e trasporto elettrico. Mentre negli ultimi due / tre decenni l'attenzione della ricerca è stata rivolta principalmente alla generazione distribuita e alle reti intelligenti e sono state adottate con successo soluzioni efficaci su larga scala con una significativa penetrazione delle energie rinnovabili, un'efficace, pratica e ampia diffusione del trasporto elettrico non è mai avvenuta e solo i recenti scandali internazionali nell'industria automobilistica sembrano promuovere questa tecnologia e spingere l'industria e il mondo accademico a identificare e sviluppare rapidamente soluzioni efficaci e commercialmente sostenibili nei trasporti basate sull'utilizzo di energia elettrica. Il progetto proposto mira a contribuire a questo scenario affrontando uno dei temi più impegnativi dei prossimi anni, vale a dire lo sviluppo di velivoli completamente elettrici. Dopo un'indagine critica sulle soluzioni esistenti e sulle tecnologie correlate, il progetto identificherà le tecniche, i componenti ei materiali più aggiornati per lo sviluppo di motopropulsori elettrici innovativi e sistemi di alimentazione elettrica ausiliari per aeromobili a decollo e atterraggio orizzontale e verticale (HTOL e VTOL) con elevata portata utile e grande autonomia di volo (qualche centinaio di Km), quindi adatte al trasporto di qualche passeggero e / o merce. Il progetto proposto coinvolgerà sei team distinti ma altamente integrati che studieranno e svilupperanno, con un approccio completamente integrato, azionamenti elettrici con macchine elettriche ad alta densità di potenza, specifiche per velivoli con e senza pilota, convertitori modulari multilivello che impiegano dispositivi elettronici di ultima generazione, ovvero dispositivi di potenza wide-bandgap (GaN e SiC) e MOSFET più aggiornati, un sofisticato sistema ibrido di accumulo di energia, caratterizzato dall'uso combinato di diversi tipi di celle agli ioni di litio appositamente predisposte per soddisfare le esigenze di convertitori modulari multilivello e un sistema di alimentazione ausiliario altamente efficiente utilizzando dispositivi a banda larga per l'alimentazione dei sottosistemi interni. A causa dell'applicazione critica, l'intero sistema sarà sviluppato tenendo in considerazione la necessità di operare ad alta affidabilità e tolleranza ai guasti, pertanto saranno adottati ridondanza e controllo altamente intelligente. Le analisi tecniche e di mercato identificano 10-50 kW come la gamma di potenza più adatta per il gruppo propulsore. Ciò offre un'elevata flessibilità nella progettazione degli aeromobili e sia i modelli convenzionali a decollo orizzontale con uno o più motori che i quadricotteri possono essere realizzati utilizzando uno o più propulsori. Verranno realizzati prototipi per valutare i meriti tecnici e le prestazioni pratiche e per dimostrare la capacità intrinseca della ricerca sviluppata. I risultati saranno divulgati utilizzando canali comuni e stabilendo una cooperazione con l'industria del settore.