Tecnologia a celle a combustibile a idrogeno
Oltre all’elettrificazione, Stellantis sta lavorando su una serie di vettori energetici e di tecnologie di propulsione con cui soddisfare ogni esigenza di mobilità.
Uno di questi vettori è l’idrogeno. Stellantis ha sviluppato una soluzione a celle a combustibile a idrogeno a zero emissioni che unisce in un veicolo elettrico a celle a combustibile (FCEV) i vantaggi delle celle a combustibile a idrogeno a quelli della tecnologia delle batterie elettriche. Una soluzione ideale per chi guida veicoli commerciali leggeri (LCV) che richiedono autonomia elevata, rapidità di rifornimento e zero emissioni … il tutto senza compromessi in termini di capacità di carico.
Tenendo a mente i bisogni dei nostri clienti, abbiamo progettato un’architettura mid-power che offre un’autonomia superiore ai 400 chilometri (in attesa di certificazione) e un tempo di rifornimento di soli 3 minuti. L’idrogeno fornisce l’energia necessaria per una percorrenza così estesa, mentre una batteria di media capacità garantisce la potenza per prestazioni dinamiche, oltre al recupero di energia e alle capacità plug-in.
Per mantenere inalterata la capacità di carico, tutti i componenti del sistema di propulsione a celle a combustibile sono posizionati all’esterno del vano di carico. Il sistema può inoltre essere integrato con la piattaforma elettrica a batteria per LCV, con variazioni minime e un’eccellente sinergia tra le versioni elettriche a batteria e quelle a idrogeno.
Per il lancio di questa tecnologia sono stati scelti i furgoni di medie dimensioni Citroën Jumpy, Peugeot Expert e Opel Vivaro.
I primi modelli realizzati nell’impianto Opel Special Vehicles di Rüsselsheim, Germania, sono stati lanciati sul mercato europeo alla fine del 2021.
Stellantis ha lavorato allo sviluppo dei due sistemi principali - il sistema di stoccaggio dell’idrogeno e la pila di celle a combustibile - in collaborazione con Faurecia e Symbio, aziende leader nei propri settori.
Cos’è una cella a combustibile?
Combinando idrogeno e aria in presenza di un catalizzatore, una cella a combustibile genera l’elettricità necessaria per azionare un motore elettrico, con il vapore acqueo come unico prodotto di scarto. Di conseguenza, rispetto a una batteria, una cella a combustibile può essere definita un convertitore di energia piuttosto che un dispositivo di stoccaggio.
Le architetture dei veicoli elettrici a celle a combustibile vanno da una configurazione “Full-Power” a una configurazione “Range-Extender”.
- Full-Power: la cella a combustibile è la fonte di propulsione principale in qualsiasi condizione operativa. Ciò richiede una potente cella a combustibile di grandi dimensioni e una piccola batteria.
- Range-Extender: ad un veicolo elettrico con una batteria di grandi dimensioni è associata una piccola cella a combustibile a bassa potenza che consente di estendere l’autonomia del veicolo fornendo energia alla batteria. Tuttavia la cella a combustibile non è in grado di generare energia sufficiente ad alimentare il veicolo quando la batteria è scarica.
Sulla base delle richieste dei clienti, Stellantis ha scelto una soluzione mid-power.
Quali vantaggi offre il nostro veicolo elettrico Plug-in a celle a combustibile a idrogeno mid-power?
1) Consente una migliore distribuzione dei pacchi batterie rispetto al sistema Full-Power.
Considerato che una cella a combustibile mid-power è anche di dimensioni medie, l’intero sistema può essere integrato con i nostri attuali modelli LCV elettrici a batteria. Abbiamo sostituito la batteria di trazione con tre serbatoi di stoccaggio che forniscono idrogeno alla cella a combustibile.
Ciò trasforma un LCV elettrico a batteria in un LCV elettrico a cella di combustibile senza necessità di apportare modifiche alla carrozzeria, e di conseguenza senza alcun compromesso in termini di utilizzo dello spazio e di capacità di carico. Al tempo stesso il veicolo offre un’autonomia di oltre 400 chilometri secondo il metodo di misurazione WLTP (in attesa di certificazione).
2) Rispetto al sistema Range-Extender non è richiesto alcun compromesso in termini di prestazioni.
Il sistema a celle a combustibile è in grado di fornire energia sufficiente per mantenere la velocità di crociera in autostrada. Quando è necessaria più potenza, quest’ultima viene fornita dalla batteria situata sotto i sedili anteriori. La batteria è un componente sviluppato nell’ambito del nostro programma relativo ai veicoli elettrici Plug-in.
3) La batteria copre le richieste di potenza in caso di accelerazione e per altre funzioni, nonché all’accensione e nel primo miglio.
Ciò garantisce una maggiore durabilità rispetto al sistema Full-Power consentendo al sistema a celle a combustibile di operare in condizioni ottimali.
Inoltre la batteria consente la frenata rigenerativa - il più grande vantaggio offerto dai sistemi ibridi. Infine, la capacità Plug-in permette la ricarica della batteria anche da una fonte esterna per offrire un’autonomia di 50 chilometri in modalità puramente elettrica.
