Gli sviluppi tecnologici e l’attenzione crescente verso fonti energetiche alternative hanno portato a un rinnovato interesse per i veicoli elettrici (EV, electric vehicles). Nel 2017, quasi 1,3 milioni di veicoli elettrici sono stati venduti in tutto il mondo, con un aumento del 57 % rispetto alle vendite dell’anno precedente. Poiché questa tendenza al rialzo non mostra segni di cambiamento, occuparsi di determinate inefficienze dei veicoli elettrici sta diventando una priorità. In quest’ottica il progetto JOSPEL, finanziato dall’UE, si è concentrato sulla riduzione dell’energia consumata dai veicoli elettrici, per il comfort dei passeggeri.

Le attuali tecnologie di riscaldamento, ventilazione e climatizzazione dell’aria riducono la potenziale autonomia di guida dei veicoli elettrici fino al 25%. Questo perché i motori e le batterie di questi veicoli non generano calore allo stesso modo dei motori a combustione interna delle automobili normali. L’obiettivo di JOSPEL è stato quello di sviluppare un sistema di condizionamento dell’aria nuovo ed efficiente dal punto di vista energetico, che farà un utilizzo più efficace della gestione del controllo della temperatura interna nei veicoli elettrici. Per raggiungere questo obiettivo, ha sviluppato tecnologie innovative basate su due teorie scientifiche: gli effetti Joule e Peltier.

RISCALDAMENTO E RAFFREDDAMENTO EFFICACI

I principi dell’effetto Joule sono stati applicati al progetto per ottenere un riscaldamento più efficiente dal punto di vista energetico. Definito anche legge di Joule, l’effetto descrive la velocità con cui una corrente elettrica viene convertita in energia termica quando passa attraverso un circuito. Il riscaldamento a irraggiamento dell’effetto Joule trasmette la stessa sensazione di calore all’interno di un’automobile di quella che un normale impianto di riscaldamento interno raggiungerebbe con 3 °C in più. L’importanza anche di un singolo grado diventa evidente quando ci rendiamo conto che una diminuzione della temperatura di 1 °C rappresenta il 6 % di risparmio energetico.

Il sistema di raffreddamento del progetto, d’altra parte, era basato sulla tecnologia delle celle di Peltier. Secondo l’effetto Peltier, quando una corrente elettrica scorre attraverso un circuito costituito da due metalli diversi, una giunzione si riscalda e l’altra si raffredda. I sistemi di raffreddamento che utilizzano celle di Peltier garantiscono un maggiore risparmio di carburante e minori emissioni di gas serra rispetto ai loro omologhi standard. Sono anche più leggeri, più efficienti e più economici degli inverter a pompa di calore.

RISULTATI

I due fenomeni sono stati sfruttati con grande efficacia. Il team del progetto ha raggiunto una serie di progressi significativi per quanto concerne la riduzione del consumo di energia. Sulla base dell’effetto Joule, il suo sistema di riscaldamento consuma il 30 % in meno di energia. Allo stesso modo, la tecnologia delle celle di Peltier del sistema di raffreddamento ha raggiunto una riduzione di energia del 25 %. Un calo del 12 % è stato raggiunto anche nel consumo della batteria grazie alla gestione termica ottimizzata. Inoltre, i miglioramenti nella gestione termica di altri componenti dei veicoli elettrici, le tecnologie di guida ecologica, il peso ridotto della cabina e il miglioramento dell’isolamento hanno portato a un ulteriore calo di energia del 12 % in ciascuna di queste aree.

A completamento ultimato, nel corso dell’anno, JOSPEL (Low energy passenger comfort systems based on the joule and peltier effects) rilascerà i suoi sistemi di riscaldamento e raffreddamento affinché vengano adottati dall’industria dei veicoli elettrici. Altre innovazioni che renderà disponibili comprendono batterie più leggere ed efficienti, vetri migliorati, moduli e sistemi di raccolta di energia e scongelamento e una migliore comunicazione TIC. JOSPEL ha già ricevuto interesse da aziende operanti nei settori della plastica, automobilistico ed energetico.