ALLEGATO

Metodo per determinare la riduzione delle emissioni di CO2 conseguibile mediante l’uso dell’alternatore «Valeo Efficient Generation Alternator» in un veicolo di categoria M1

1.   Introduzione

Al fine di determinare la riduzione di CO2 conseguibili mediante l’uso dell’alternatore «Valeo Efficient Generation Alternator» in un veicolo di categoria M1 è necessario stabilire quanto segue:

a)	la procedura di prova per determinare l’efficienza dell’alternatore;

b)	la costituzione di un banco di prova;

c)	le formule per calcolare la deviazione standard;

d)	la determinazione del risparmio di CO2 ai fini della certificazione da parte delle autorità di omologazione.

2.   Procedura di prova

L’efficienza dell’alternatore deve essere determinata con misurazioni a diverse velocità: 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 giri al minuto. Ad ogni velocità l’alternatore viene caricato al 50 % del carico massimo. Per calcolarne l’efficienza, la distribuzione del tempo è del 25 %, 40 %, 25 %, 10 % rispettivamente per 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 giri al minuto (cfr. l’approccio VDA descritto al punto 5.1.2 dell’allegato I alle linee guida tecniche).

Da cui la seguente formula (1):

in cui:

—	ηA è l’efficienza dell’alternatore,

—	(η @1 800 rpm @0,5·IN) è l’efficienza dell’alternatore a una velocità di 1 800 giri al minuto con un carico del 50 %,

—	(η @3 000 rpm @0,5·IN) è l’efficienza dell’alternatore a una velocità di 3 000 giri al minuto con un carico del 50 %,

—	(η @6 000 rpm @0,5·IN) è l’efficienza dell’alternatore a una velocità di 6 000 giri al minuto con un carico del 50 %,

—	(η @10 000 rpm @0,5·IN) è l’efficienza dell’alternatore a una velocità di 10 000 giri al minuto con un carico del 50 %,

—	IN = Corrente (A).

La costituzione del banco di prova e la procedura di prova devono soddisfare i requisiti di precisione specificati nella norma ISO 8854:2012 (1).

3.   Banco di prova

Il banco di prova deve essere un banco per alternatore «ad azionamento diretto». L’alternatore viene direttamente collegato al torsiometro e all’albero del gruppo motopropulsore. L’alternatore è caricato con una batteria e con un carico elettronico. Cfr. la configurazione del banco di prova nella figura 1.

Figura 1

Configurazione del banco di prova

Nella figura 1 è rappresentata la configurazione del banco di prova. L’alternatore trasforma l’energia meccanica del motore senza spazzole in energia elettrica. Il motore senza spazzole genera una quantità di energia definita dalla coppia (Nm) e dalla velocità di rotazione (rad.s–1). La coppia e la velocità sono misurate dal torsiometro.

L’alternatore produce energia per superare il carico al quale è soggetto l’alternatore. Questa quantità di energia è pari al voltaggio dell’alternatore (V) moltiplicato per la corrente dell’alternatore (I).

L’efficienza dell’alternatore è data dall’energia elettrica (prodotta dall’alternatore) divisa per l’energia meccanica (prodotta dal torsiometro).

Formula (2)

:

dove:

ηA	=	efficienza dell’alternatore;
V	=	tensione (V);
I	=	corrente (A);
T	=	coppia (Nm);
ω	=	velocità di rotazione dell’alternatore (rad. s–1).

4.   Misurazione della coppia e calcolo dell’efficienza dell’alternatore

Le prove devono essere condotte in conformità alla norma UNI EN ISO 8854:2012.

Il carico deve essere installato al 50 % della corrente su un alternatore a 25 °C e con velocità del rotore di 6 000 giri al minuto. Per esempio, se l’alternatore è di classe 180 A (a 25 °C e 6 000 giri al minuto), il carico sarà installato a 90 A.

Per ogni velocità il voltaggio e la corrente prodotta dall’alternatore devono essere costanti, mantenendo il voltaggio a 14,3 V e la corrente a 90 A per un alternatore a 180 A, quindi per ogni velocità è necessario misurare la coppia con il banco di prova (cfr. figura 1) e calcolare l’efficienza con la formula (2).

La prova indica l’efficienza dell’alternatore a 4 diverse velocità in giri al minuto (giri/min):

—	a una velocità di 1 800 giri/min,

—	a una velocità di 3 000 giri/min,

—	a una velocità di 6 000 giri/min,

—	a una velocità di 10 000 giri/min.

L’efficienza media dell’alternatore viene calcolata con la formula (1).

5.   Deviazione standard del valore medio aritmetico dell’efficienza dell’alternatore

È necessario quantificare gli errori statistici presenti nei risultati del metodo di prova causati dalle misurazioni. Il formato del valore di errore deve essere una deviazione standard equivalente a un intervallo di confidenza a due code dell’84 % [cfr. formula (3)].

Formula (3)

:

dove:

	:	deviazione standard della media aritmetica;
xi	:	valore di misurazione;
	:	media aritmetica;
n	:	numero di misurazioni.

Tutte le misurazioni devono essere effettuate consecutivamente almeno cinque (5) volte. Per ogni velocità è necessario calcolare la deviazione standard.

La deviazione standard del valore di efficienza dell’alternatore (ΔηA) è calcolata secondo le seguente formula:

Formula (4)

:

dove i valori 0,25, 0,40, 0,25 e 0,1 sono gli stessi pesi della formula (2) e S1 800, S3 000, S6 000, e S10 000 sono le deviazioni standard calcolate con la formula (3).

6.   Errore nel risparmio di CO2 dovuto alla deviazione standard (legge di propagazione)

La deviazione standard del valore di efficienza dell’alternatore (ΔηA) è associata a un errore del risparmio di CO2. L’errore si calcola secondo la seguente formula (2):

Formula (5)

:

dove:

ΔCO2	=	errore relativo ai risparmi di CO2 (g CO2/km);
PRW	=	750 W;
PTA	=	350 W;
ηA-EI	=	efficienza dell’alternatore ad alta efficienza;
ΔηA	=	deviazione standard dell’efficienza dell’alternatore [risultato dell’equazione della formula (4)];
VPe	=	fattori di Willans (l/kWh);
CF	=	fattori di conversione (g CO2/l);
v	=	velocità media di guida del nuovo ciclo di guida europeo — NEDC (km/h).

7.   Calcolo della quota rendicontabile del risparmio di energia meccanica

L’alternatore ad alta efficienza comporta un risparmio di energia meccanica calcolabile in due fasi. Nella prima fase si calcola l’energia meccanica risparmiata in condizioni «reali». La seconda fase include un calcolo dell’energia meccanica risparmiata in condizioni di omologazione. La differenza tra i due risparmi di energia meccanica è la quota rendicontabile di energia meccanica risparmiata.

Nella prima fase si calcola l’energia meccanica risparmiata in condizioni «reali» con la formula (6).

Formula (6)

:

dove:

ΔΡm–RW	=	energia meccanica risparmiata in condizioni reali (W);
PRW	=	energia elettrica in condizioni reali, pari a 750 W;
ηA	=	efficienza dell’alternatore di riferimento;
ηA-EI	=	efficienza dell’alternatore ad alta efficienza.

L’energia meccanica risparmiata in condizioni di omologazione si calcola con la formula (7).

Formula (7)

:

dove:

ΔΡm–TA	=	energia meccanica risparmiata in condizioni di omologazione (W);
PTA	=	energia elettrica in condizioni di omologazione, pari a 350 W;
ηA	=	efficienza dell’alternatore di riferimento;
ηA-EI	=	efficienza dell’alternatore ad alta efficienza.

La quota rendicontabile di energia meccanica risparmiata si calcola con la formula (8).

Formula (8)

:

dove:

ΔΡm	=	quota rendicontabile di energia meccanica risparmiata (W);
ΔΡm-RW	=	energia meccanica risparmiata in condizioni reali (W);
ΔΡm-TA	=	energia meccanica risparmiata in condizioni di omologazione (W).

8.   Formula per calcolare i risparmi di CO2

I risparmi di CO2 sono calcolati con la seguente formula:

Formula (9)

:

dove:

CCO2	=	risparmi di CO2 (g CO2/km);
ΔΡm	=	quota rendicontabile di energia meccanica risparmiata calcolata con la formula (8) (W);
VPe	=	fattori di Willans (l/kWh);
CF	=	fattori di conversione (g CO2/l);
v	=	velocità media di guida del nuovo ciclo di guida europeo — NEDC (km/h).

Per i fattori Willans si utilizzano i dati della tabella 1:

Tabella 1

Fattori di Willans

Tipo di motore	Consumo di energia effettiva VPe [l/kWh]
Benzina (VPe-P)	0,264
Turbo a benzina	0,28
Diesel (VPe-D)	0,22

Per fattori di conversione si utilizzano i dati della tabella 2:

Tabella 2

Coefficienti di conversione

Tipo di carburante	Fattore di conversione (l/100 km) → (g CO2/km) [100 g/l]
Benzina	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Benzina per motore turbo	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Diesel	26,4 (= 2 640 g CO2/l)

La velocità media di guida del nuovo ciclo di guida europeo — NEDC è la seguente: v = 33,58 km/h

9.   Significatività statistica

Per ogni tipo, variante e versione di un veicolo provvisto dell’alternatore «Valeo Efficient Generation Alternator» per il quale l’errore sui risparmi di CO2 calcolato con la formula (5) non è maggiore della differenza tra i risparmi totali di CO2 e la soglia minima di risparmio specificata dall’articolo 9, paragrafo 1, del regolamento di esecuzione (UE) n. 725/2011 [cfr. formula (7)].

Formula (10)

:

dove:

MT	=	soglia minima (g CO2/km);
CCO2	=	risparmio di CO2 complessivo (g CO2/km);
	=	errore relativo al risparmio di CO2 (g CO2/km).

10.   L’alternatore ad alta efficienza applicato ai veicoli

Per determinare il risparmio di CO2 ai fini della certificazione per l’utilizzo dell’alternatore «Valeo Efficient Generation Alternator» da parte dell’autorità di omologazione, a norma dell’articolo 12 del regolamento di esecuzione (UE) n. 725/2011, il produttore del veicolo di categoria M1 su cui è stato applicato l’alternatore designa, ai sensi dell’articolo 5 del suddetto regolamento, un veicolo con innovazione ecocompatibile cui è stato applicato l’alternatore «Valeo Efficient Generation Alternator» o un altro tra i seguenti veicoli di riferimento:

a)	se l’innovazione ecocompatibile è applicata a un nuovo tipo di veicolo che sarà sottoposto a una nuova approvazione, il veicolo di riferimento deve essere identico al nuovo tipo di veicolo in tutti gli aspetti, ad eccezione dell’alternatore, che avrà un’efficienza del 67 %; oppure

b)

se l’innovazione ecocompatibile è applicata a una versione del veicolo esistente per la quale sarà estesa l’omologazione a seguito della sostituzione dell’alternatore con un innovazione ecocompatibile, il veicolo di riferimento deve essere identico al veicolo ecocompatibile in tutti gli aspetti, ad eccezione dell’alternatore, che sarà l’alternatore della versione del veicolo esistente.

L’autorità di omologazione certifica il risparmio di CO2 determinato in base alle misurazioni del veicolo di riferimento e del veicolo con innovazione ecocompatibile, a norma dell’articolo 8, paragrafo 1, e dell’articolo 8, paragrafo 2, secondo comma, del regolamento di esecuzione (UE) n. 725/2011, utilizzando il metodo di prova indicato nel presente allegato. Nell’eventualità in cui il risparmio di CO2 sia inferiore alla soglia specificata nell’articolo 9, paragrafo 1, si applica l’articolo 11, paragrafo 2, secondo comma, del regolamento di esecuzione (UE) n. 725/2011.

11.   Codice dell’innovazione ecocompatibile da inserire nella documentazione di omologazione

Al fine di determinare il codice generale di innovazione ecocompatibile da utilizzare nei relativi documenti di omologazione di cui agli allegati I, VIII e IX della direttiva 2007/46/CE, il codice individuale da utilizzare per la tecnologia innovativa approvata con la presente decisione è «2».

A titolo di esempio, il codice dell’innovazione ecocompatibile nel caso in cui il risparmio ecocompatibile sia certificato dall’autorità di omologazione tedesca sarà «e1 2».

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(1)  ISO 8854. Veicoli stradali — Alternatori con regolatore — Metodi di prova e requisiti generali Numero di riferimento UNI EN ISO 8854:2012(E).

(2)  La formula (5) è tratta dalla legge di propagazione dell’errore illustrata nelle linee guida tecniche (paragrafo 4.2.1).