Realizzazione di un prototipo di veicolo elettrico multifunzionale dedicato agli usi agricoli

Arkematica, Realizzazione di un prototipo di veicolo elettrico multifunzionale dedicato agli usi agricoli

La società OELLE Costruzioni Meccaniche a r.l. ha realizzato un prototipo di veicolo elettrico per usi agricoli denominato RAMseS, in collaborazione con: il dottor TouficElAsmar, coordinatore internazionale del progetto, il professor Ugo Bardi dell’Università di Firenze, lo Studio Paolo Pasquini per la progettazione e modellistica e l’azienda ADMElectric per l’installazione del sistema fotovoltaico.

Il veicolo RAMseS prototipato non può essere considerato come trattore di tipo tradizionale ovvero, non in grado di dissodare i campi per otto ore di lavoro continue. Il veicolo RAMseS per definizione è un veicolo elettrico multifunzionale dedicato agli usi agricoli che può essere adattato e usato per il trasporto di cose, animali e persone, il supporto alla protezione civile, come spazza neve.

Caratteristiche del prototipo realizzato

Il veicolo RAMseSprototipato ha un peso di circa 1750Kg, in cabina ci sono da 2 a 3 posti. E' carat-terizzato da una coppia pari a 1000N/ruota ossia 20Kg.m o 200N.m di picco (motore). La coppia massima è di 3200N.m all'asse posteriore pari a 1000kg di spinta. Il motore elettrico (12kW; 15,6CV) è capace di dare il massimo di coppia a veicolo fermo. A bassissima velocità il RAMseS ha la forza di mettere in moto le ruote e spostare il veicolo su terreni caratterizzati da un basso coefficiente di aderenza. Queste ottime prestazioni sono esaltate dalla presenza delle 4 ruote motrici. Il prototipo RAMseS ha due tipi di ridotte, meccanica ed elettrica, con quattro combinazioni per la mobilità:

  • A - marcia veloce (96 volt)

  A.1 - due ruote motrici con rapporto finale 1/6 fino a 40 - 45 km/h

  (necessario per   motivi di sicurezza)

  •   A.2 - 4 ruote motrici con rapporto 1/16 fino a max 26 km/h

B - Marcia lenta (48 volt)

B.1 - due ruote motrici fino a 25 km/h

B.2 - 4 ruote motrici fino a 10 km/h (stesse prestazioni sia   con marcia in avanti che indietro)

Tenendo in considerazione un livello di carica residua delle batterie al 20% minimo, per salvaguardarne la durata, si raggiungono 75km di autonomia (con riserva per 10-15 km di emergenza, scaricando completamente le batterie e compromettendo il loro ciclo di vita).

Il tempo di lavoro in campo, a seconda della lavorazione, è stimato tra 4 e 6 ore, il veicolo è capace di muoversi in sicurezza salite a ribaltamento (45° di pendenza).

Il veicolo RAMseS potrebbe diventare anche ibrido: nella parte anteriore è stata realizzata una zona vuota per l'installazione di un eventuale gruppo elettrogeno di assistenza (a nafta, gas, biodiesel, fuel-cell, idrogeno. Il prototipo dispone di servosterzo dedicato con pompa elettroidraulica (funzionante solo a basse velocità ed escludibile dal guidatore) nonchè tre sistemi di frenatura:

  • Elettrico a due stadi: dopo rilascio dell'acceleratore e dopo accensione dello stop,
  • Idraulico: doppio circuito idraulico con almeno l'impiego di due pinze sui dischi anteriori,
  • Meccanico: agente sia sull'asse posteriore sia sull'albero di trasmissione.

Il prototipo è dotato di:

  • gancio traino sostituibile;
  • presa di forza meccanica a 500, 700 e 1000 giri al minuto con potenza 6kW (per attrezzi agricoli, coltivatori, irroratori, pompe irrigazione);
  • presa di forza idraulica per accessori idraulici come ad esempio sollevatori di balle, benne, bracci scavatori);
  • prese di corrente elettrica (220 volt) da 500W (default) e 1000W (on demand, in quanto c’è spazio per raddoppiare l'inverter).

Il prototipo RAMseS prevede l’impiego di due tipi di batterie:

  • Un primo insieme di batterie è incorporato nel veicolo. Si tratta di batterie al piombo–gel da 6 volt ciascuna, 180AH con durata minima di circa 3 anni. Il veicolo realizzato ospita 8 batterie per lato per un totale di 16. Per condizioni operative che non richiedono scariche profonde, ci si aspettano oltre mille cicli di carico/scarico.
  • Un secondo insieme di batterie, stazionarie, in quanto destinate a essere collegate tramite relativi inverter al sistema fotovoltaico che costituisce la fonte autonoma di produzione dell’energia elettrica per alimentare il veicolo. L’insieme di batterie consente l’immagazzinamento dell’energia in eccedenza. Si tratta di un set di batterie a piombo modello OPzS Solar 2350 connesse in serie in modo da creare un pacco da 48VDC. La loro capacità nominale è di 2217 Ah. Queste batterie sono caratterizzate da un ciclo di vita fino a 20 anni, se non vengono sottoposte a cicli di scarica profonda.

L’energia elettrica per il prototipo RAMseS deriva da fonte alternativa: sistema fotovoltaico

Il veicolo RAMseS è stato concepito per essere alimentato da una fonte alternativa autonoma di energia elettrica: un sistema fotovoltaico da 10 kWp“Stand – Alone”, nel caso specifico installato sul tetto di una delle strutture del convento in Libano. Le specifiche del sistema fotovoltaico allestito per il prototipo RAMseS sono:

  • Cell technology: mono crystallinesilicon wafer(m-Si)
  • Cellsdimensions: 156 * 156 mm2
  • Cell efficiency(at STC): 17 %
  • Modulescellnumber: 36
  • Moduledimension: 1480 * 670 * 34 mm3
  • Total panels area(A): 72 m2
  • PR(FF, Mismatch, inverter ...): 0.75
  • Life-time(L): 30 yr
  • Module frame: Anodizedaluminum
  • Encapsulate: Laminationmaterial: EVA / glassfiber
  • Yearlyaverageirradiation(I): 4.8 kWh / m²/day(1752 kWh/m2/yr

I pannelli, e i cavi sono stati acquistati in Libano per assicurare la continuità nel tempo, la manutenzione e la sostituzione di materiale in caso di guasti.

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