Tecnologie critiche ed emergenti (STEP) – DM 25/10/2024

Programma Nazionale Ricerca, Innovazione e Competitività 2021-27 (Fondo per la crescita sostenibile)

TITOLO DEL PROGETTO: 

CODICE CUP: B99J25000470005

Budget Politecnico di Bari: € 679.499,52

P.I. o Responsabile U.R. : Prof. Mario Carpentieri

Partner: 

CARPENTERIA SALENTINA S.R.L. 

TECNOLOGIE STRADALI S.R.L. UNIPERSONALE 

SINTESI DEL PROGETTO  

Il progetto Wi-Road intende sviluppare un sistema infrastrutturale innovativo per la ricarica dinamica di veicoli elettrici tramite tecnologia DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer), completamente lato strada. L’obiettivo è progettare, realizzare e validare in ambiente controllato un primo prototipo integrato in grado di trasferire potenza in modalità induttiva a veicoli elettrici in movimento, superando le attuali limitazioni della ricarica statica.

L’iniziativa si articola in una serie coordinata di attività di ricerca industriale e sviluppo sperimentale. I partner collaborano allo sviluppo di un sistema scalabile, modulare e interoperabile, progettato per resistere a condizioni operative severe (traffico pesante, escursioni termiche, agenti atmosferici), massimizzando l’efficienza energetica e garantendo sicurezza, durabilità e compatibilità elettromagnetica.

Il progetto si fonda su tre assi principali:

• l’integrazione fisica delle componenti DWPT nel manto stradale, con attenzione alla resistenza meccanica e all’accessibilità manutentiva;

• la progettazione e realizzazione del modulo trasmittente, che comprende convertitori, bobine, compensazioni risonanti e sistemi di controllo intelligente;

• la modellazione e ottimizzazione elettromagnetica e funzionale, fino allo sviluppo di strategie di attivazione predittiva, in grado di adattare dinamicamente il comportamento del sistema alle condizioni operative reali.

L’obiettivo finale è ottenere un dimostratore tecnologico pre-industrializzabile, che rappresenti una base concreta per future applicazioni su scala urbana ed extraurbana, favorendo la diffusione della mobilità elettrica in ottica di sostenibilità ambientale e autonomia operativa.

OBIETTIVI

L’obiettivo finale del progetto Wi-Road è lo sviluppo e la validazione in ambiente controllato di un’infrastruttura stradale intelligente per la ricarica dinamica di veicoli elettrici mediante tecnologia DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer), interamente localizzata lato infrastruttura. Il sistema sarà in grado di trasferire energia in modalità wireless dal manto stradale a un veicolo elettrico in movimento, abilitando una mobilità elettrica continua, sostenibile e a zero emissioni locali, superando i limiti di autonomia legati alla capacità delle batterie e alla necessità di soste per la ricarica.

Il progetto è finalizzato alla realizzazione di un prototipo funzionante su pista test, composto da due moduli principali:

• un modulo stradale, progettato per integrare fisicamente e funzionalmente i sottosistemi trasmittenti all’interno della pavimentazione, assicurando compatibilità con il traffico veicolare, durabilità e manutenzione semplificata;

• un modulo trasmittente, contenente l’elettronica di potenza, le bobine e i circuiti di compensazione, dotato di logiche di attivazione dinamica e interfacce di comunicazione, che garantisce il trasferimento ottimale di energia verso veicoli in movimento.

In parallelo, il progetto prevede attività di modellazione elettromagnetica, sviluppo di algoritmi predittivi di controllo e validazione sperimentale del sistema, con il coinvolgimento di partner accademici e industriali con competenze complementari.

RISULTATI ATTESI 

Il progetto Wi-Road ha come obiettivo la realizzazione di un prototipo funzionante di sistema stradale per la ricarica dinamica wireless dei veicoli elettrici. I risultati principali riguarderanno la progettazione, l’integrazione e la sperimentazione, in ambiente controllato, di una porzione di infrastruttura stradale che ospita un sistema DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer) completamente operativo.

Nello specifico, il progetto prevede:

• la progettazione dettagliata del manto stradale con materiali e configurazioni compatibili con la presenza di dispositivi trasmittenti, senza compromettere le caratteristiche strutturali della pavimentazione;

• lo sviluppo del modulo trasmittente, comprensivo dei componenti elettronici e delle logiche di controllo per il trasferimento induttivo dell’energia;

• la modellazione e simulazione del comportamento elettromagnetico del sistema, in diverse condizioni di traffico e assetto stradale;

• la realizzazione fisica di un tratto prototipale equipaggiato con il sistema DWPT e testato in laboratorio su pista;

• e infine lo sviluppo di algoritmi per l’attivazione dinamica e predittiva dei segmenti trasmittenti, in modo da ottimizzare i consumi energetici e ridurre eventuali interferenze.

L’insieme di questi risultati offrirà una base concreta per la futura implementazione del sistema su scala più ampia, con applicazioni nei contesti urbani, logistici e autostradali.

La tecnologia DWPT rappresenta oggi una frontiera emergente nel campo della mobilità elettrica, ma la sua applicazione reale è ancora limitata a pochi esperimenti pilota. In questo senso, il progetto Wi-Road si distingue per un approccio infrastrutturale integrato, che unisce competenze nella progettazione stradale, nell’elettronica di potenza e nei sistemi di controllo.

Rispetto allo stato dell’arte, l’originalità del progetto non risiede in un singolo componente innovativo, ma nella capacità di mettere insieme più tecnologie in modo coerente, sviluppando un sistema completo, installabile, testabile e potenzialmente replicabile.

Oltre ad affrontare gli aspetti tecnici del trasferimento di potenza, il progetto si propone di risolvere problemi concreti legati alla durabilità della pavimentazione, alla manutenzione, alla sicurezza elettromagnetica e alla compatibilità con i veicoli esistenti. Non si tratta quindi di un miglioramento incrementale di soluzioni già esistenti, ma di un passo avanti verso una nuova tipologia di infrastruttura, pensata per accompagnare la crescita della mobilità elettrica in modo più efficace e sostenibile.

A livello europeo, esperienze simili sono state finora limitate a dimostratori concettuali. Il progetto Wi-Road mira invece a produrre un risultato tangibile, testato e pronto per essere integrato in futuri progetti infrastrutturali reali, anche in collaborazione con enti pubblici o concessionari autostradali.

Grazie a un impianto progettuale solido e a un forte radicamento nelle competenze tecniche dei partner coinvolti, Wi-Road può rappresentare un vero salto tecnologico per il settore delle infrastrutture stradali e per l’intera filiera della ricarica elettrica.

Oltre a migliorare le performance e la flessibilità dei sistemi di ricarica, il progetto contribuirà a stimolare nuove soluzioni nel campo dei materiali per pavimentazioni, dei sensori embedded, dei sistemi di controllo intelligenti e dei modelli di interoperabilità tra veicolo e infrastruttura. In prospettiva, i risultati potranno avere impatti anche sul settore della logistica urbana, sul trasporto pubblico elettrico e sulle politiche di decarbonizzazione nei territori.