Jumping Jack Flash weblog

Hacking Icaro – Centralina GSM: Man in the Middle Attack – puntata 2

Posted in auto elettriche, hacking, hardware by jumpjack on 11 luglio 2019

Una settimana di studi e teorie non sono valsi l’avere i pezzi tra le mani…

A quanto pare il passo dei due connettori non è di 2mm, ma di 1.27mm! Vale a dire 0.050″.

Quindi sia la striscia di cavi che le pin strip… sono completamente inutili, tocca ricominciare la ricerca da capo.

Per fortuna però ormai ho acquisito un po’ di esperienza nel decodificare i datasheet di questi cavi, e ci è voluto poco: quello che mi serve non è un cavo TCMD o TCSD (passo 2.0mm) , ma un cavo di una famiglia diversa: o FFMD o FFSD  (passo 1.27mm). Si tratta sempre di cavi IDC di tipo TigerEye, ma i pin hanno appunto passo 0.050″/1.27mm. “M” sta per “maschio” e “S” per socket, cioè femmina, poi per il resto la nomenclatura Samtec rimane la stessa, quindi un FFxD-25-D avrà due connettori uguali mentre un FFxD-25-T li avrà di sesso opposto; purtroppo da 2×22 pin non esistono, quindi devo prendere il numero subito superiore, 2×25. Altre famiglie sono FFTP e FMTP, che però hanno i cavi “twistati” a 2 a 2; non significa che i contatti siano “incrociati”, ma solo che i fili sono arrotolati l’uno sull’altro (credo per attenuare le interferenze elettomagnetiche), ma poi terminano da entrambi i lati nella stessa posizione.

Le sigle papabili sono quindi:

  • FFMD-25-T-xx.xx-01: maschio/femmina
  • FFMD-25-D-xx.xx-01: doppio maschio
  • FFSD-25-T-xx.xx-01: maschio/femmina
  • FFSD-25-D-xx.xx-01: doppia femmina

Twisted:

  • FFTP-25-T-xx.xx-01: twisted, maschio/femmina
  • FFTP-25-D-xx.xx-01: twisted,  doppia femmina
  • FMTP-25-T-xx.xx-01: twisted, maschio/femmina
  • FMTP-25-D-xx.xx-01: twisted, doppio maschio

Può darsi che alcune delle combinazioni maschio/femmina non esistano perchè coincidenti con altre sigle.

Purtroppo su https://www.toby.co.uk  un FFMD-25-T-08.00-01-N costa circa 32,00 sterline fra tasse e spedizione.

Su RS-components non ci sono cavi maschio/femmina in magazzino, ma ho visto che la strip-pin con passo 2.0mm che ho ordinato per sbaglio entrano senza sforzo nè gioco nel connettore-femmina della scheda GSM, quindi basterà sfilarne 22 uno per uno e infilarli in uno dei due connettori-femmina per ottenere un connettore maschio; il femmina/femmina più economico è un FFSD-25-D-04.00-01-N, cioè 2×25 pin lungo 4 pollici (10 cm) del costo di 13,54 euro, che con IVA e spedizione diventano 22,62€; prenderò questo e speriamo che stavolta i conti tornino.

 

connettore GSM nero con righello e pin

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Hacking Icaro – centralina GSM – il logger seriale

Posted in minicar elettriche by jumpjack on 13 giugno 2019

Questo primo sketch di prova utilizza una board ESP32 per leggere i dati scambiati tra il microcontrollore e il modem della scheda GSM/GPS della Icaro: vengono letti contemporaneamente i due canali in modo da mantenere la sincronia tra messaggi inviati e ricevuti, e poter meglio ricostruire il dialogo.

Al momento la “registrazione” viene effettuata solo inviando l’output al serial monitor dell’Arduino IDE; una successiva versione memorizzerà i dati o in una SD card, o su un server remoto, in modo che il logger possa essere montato direttamente sul veicolo senza necessità di un PC.

Trattandosi di un generico logger seriale a due canali, può in realtà essere usato per “sniffare” qualunque altra comunicazione seriale tra due dispositivi, o anche per loggare un singolo dispositivo.

Il numero a inizio linea identifica il canale cui si riferisce la linea stessa.


// Greengo/Zhidou/Xindayang GSM logger
// Read data from GSM/GPS logger, from both MCU and MODEM outputs and same time
// using ESP32 board.
// V. 0.1.0 - First working version; logs only to USB/serial port (PC needed).
String tempVal = "";
String row0 = "";
String row1 = "";
int MAXLEN = 50;
void setup() {
// initialize serial:
// Recommendation: use Serial0 and 1 for your duplex devices and serial2 for your debug messages.
// https://github.com/espressif/arduino-esp32/issues/1314
//
// Standard serial pinouts:
// https://circuits4you.com/2018/12/31/esp32-hardware-serial2-example/
// UART RX TX CTS RTS
// UART0 GPIO3 GPIO1 N/A N/A
// UART1 GPIO9 GPIO10 GPIO6 GPIO11
// UART2 GPIO16 GPIO17 GPIO8 GPIO7
// But all 3 HW UARTs can be remapped to any pin.

Serial.begin(9600,SERIAL_8N1, 16, 17); // Input 1 (16 = RX)
Serial1.begin(9600,SERIAL_8N1, 4, 2); // Input 2 (4 = RX)
Serial2.begin(9600,SERIAL_8N1, 3,1); // Standard USB-serial port

Serial2.println("Free heap:");
Serial.println(ESP.getFreeHeap());
Serial2.println("--------------------");

}
void loop() {
// read from port 0, send to port 2:
if (Serial.available()) {
int inByte = Serial.read();
/*
Serial2.print("\t0\t0x");
Serial2.print(inByte,HEX);
Serial2.print("\t");
Serial2.print(inByte,DEC);
if (inByte>31) {
Serial2.print("\t");
Serial2.write(inByte);
}
Serial2.println();
*/
tempVal = String(inByte);
row0 += "\t" + tempVal;
if (row0.length() > MAXLEN) {
Serial2.print("0\t");
Serial2.println(row0);
row0="";
}
}
// read from port 1, send to port 2:
if (Serial1.available()) {
int inByte = Serial1.read();
/*
Serial2.print("\t1\t0x");
Serial2.print(inByte,HEX);
Serial2.print("\t");
Serial2.print(inByte,DEC);
if (inByte>31) {
Serial2.print("\t");
Serial2.write(inByte);
}
Serial2.println();
*/
tempVal = String(inByte);
row1 += "\t" + tempVal;
if (row1.length() > MAXLEN) {
Serial2.print("1\t");
Serial2.println(row1);
row1="";
}
}

}
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Hacking Icaro – il motor controller o centralina

Posted in minicar elettriche by jumpjack on 12 giugno 2019

Premessa

La mia Greengo/Zhidou/Xindayang Icaro modello A1 monta un motor controller della Kelly di tipo KHB72701C, alimentata dai 12V della batteria di servizio e dai 72V della batteria di trazione, che regge 350A continui e 700A di picco (max un minuto).

Considerando un’alimentazione di 72V nominali (che arriva anche a 80V reali a batteria piena), queste correnti corrispondono a 25-28kW continui e 50-56 kW di picco, a fronte dei 6 kW continui assorbiti dal motore della A1 (8 kW di picco nominalmente, che io ho portato a 12 kW riprogrammando il controller).

 

La comunicazione seriale

Oggi finalmente sono riuscito ad avere dalla Kelly un’informazione davvero preziosa: il protocollo di comunicazione tramite porta seriale RS232!

Normalmente usavo la porta seriale per riprogrammare i vari parametri (corrente massima, velocità massima, frenata rigenerativa), tramite l’apposito SW gratuito della Kelly, ma con queste nuove informazioni diventa ora anche possibile leggere una bella quantità di dati:

  1. current physical switch input status
  2. the current Hall sensor “A” signal status
  3. the current Hall sensor “B” signal status
  4. the current Hall sensor “C” signal status
  5. Copying flash data to ram before flash data reading operation
  6. controller’s model no
  7. controller’s SW version (BCD format)
  8. controller’s Throttle low-end dead zone
  9. controller’s Throttle high-end dead zone
  10. controller’s Brake low-end dead zone
  11. controller’s Brake high-end dead zone

E poi i livelli di questi valori analogici:

Gruppo 1 (comando ETS_A2D_BATCH_READ)

0. Brake (posizione pedale freno)

  1. TPS (posizione pedale acceleratore)
  2. Motor temperature
  3. Control power
  4. Vs (tensione di riferimento di 5V dei sensori di hall)
  5. B+ (tensione batteria di trazione)
  6. Controller’s temperature
  7. Ia
  8. Ib
  9. Ic
  10. Va
  11. Vb
  12. Vc
  13. H_Temperature
  14. V+ (tensione alimentazione motor controller – 12V nominali)
  15. L_Temperature

 

Gruppo 2 (Comando ETS_MONITOR):

0. n/a

  1. n/a
  2. Controller’s temperature in gradi Celsius
  3. B+ (tensione batteria di trazione)
  4. TPSx (?)
  5. BRAKEx (?)
  6. n/a
  7. I (phase current)
  8. zero current (?)

E infine:

  • 9. MSB of controller’s error state
  • 10. LSB of controller’s error state
  • 11. MSB of mechanical speed in RPM
  • 12. LSB of mechanical speed in RPM

La numerazione è quella della stringa di risposta del controller.

I codici di errore

La codifica dei codici di errore è piuttosto complicata, e si basa su questa tabella:

data[9]M 7 6 5 4 3 2 1 0 data[9]L
0x44 0x43 0x42 0x41 0x34 0x33 0x32 0x31
data[10]M 7 6 5 4 3 2 1 0 data[10]L
0x24 0x23 0x22 0x21 0x14 0x13 0x12 0x11

La sua interpretazione è parecchio complicata, ho provato a semplificarla, innanzitutto affiancando le due sotto-tabelle relative a data[9] e data[10], che sono MSB e LSB della word, risultando così questa tabella:

Le istruzioni dicono “if(data[9] << 8) | data[10]=0x4008,The corresponding error code is 0x43and 0x14.”.

Cioè, “se il numero che si ottiene affiancando data[9] e data[10] come nella tabella qui sopra è uguale a 0x4008, vuol dire che il codice di errore è ‘0x43 e 0x14′

Questo perchè 0x4008 si può scomporre in 4 – 0 – 0 – 8, che in binario diventa 0100 – 0000 – 0000 – 1000, e mettendo questa fila di 1 e 0 sotto la tabella, si ottiene che bisogna considerare le sole caselle in coincidenza degli 1, ottenendo quindi appunto 0x43 e 0x14.

Al momento però non dispongo ancora di una tabella che dica cosa significhino questi numeri, vedrò se riesco a farmela dare.

Intanto però ecco un’altra tabella, che riassume tutti i comandi elencati nella nota tecnica che mi hanno mandato:

 

La tabella sopra descrive il formato della stringa di comando da inviare sulla seriale, quella sotto la risposta ricevuta.

A me pare che le caselle rosse siano sbagliate, perchè dicono che il comando dovrebbe essere lungo un byte ma io ne vedo 2, quindi dovrò chiedere chiarimenti… anche se al momento lo stato dei sensori di hall è decisamente la cosa che mi interessa di meno.

Le ultime due righe della tabella sotto, anche se si leggono poco, contengono i dati descritti estesamente a inizio articolo.

Adesso devo “solo” o trovare un programma per leggere/scrivere dati grezzi sulla seriale,… o scrivermelo.

La documentazione

Cercando su google il titolo del documento che la Kelly mi ha mandato ho trovato due link utili:

C’è poi anche la risposta a un mio vecchio post su Endlesssphere, che suggerisce che le Kelly aderiscano allo standard SAE J1939-21 , che permetterebbe di leggere questi dati:

[*]The running direction
[*]The high and low speed
[*]Mode selection
[*]Speed low byte (motor rpm)
[*]Speed high byte (motor rpm)
[*]Low power consumption mode
[*]Subtotal mileage. low byte
[*]Subtotal mileage. high byte
[*]Fault code
[*]DC voltage- low byte
[*]DC voltage – high byte
[*]Motor current- low byte
[*]Motor current – high byte

Questo potrebbe essere un dispositivo utile per collegarsi al CANBUS, tramite PC o tramite Arduino:

https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/can-bus-module-shield-tutorial-for-arduino-raspberry-pi-intel-galileo

 

Diario elettrico Greengo Icaro – 31 maggio 2019, di nuovo su strada

Posted in minicar elettriche by jumpjack on 1 giugno 2019

E’ stata davvero dura.

3 mesi di attesa, 1300 euro, e un’auto “forse riparata”.

Dettagli qui:

https://www.forumelettrico.it/forum/assistenza-t5792.html

Riassunto:

  • Sostituito BMS.
  • Sostituita batteria servizi da 12V.
  • Estremamente insoddisfatto dell’assistenza ricevuta.
  • Spesa di 1.300,00 euro.
  • Nessuna possibilità di rivolgersi ad altri per l’assistenza.
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Hacking Icaro – puntata 4, il computer di bordo – 22 marzo 2019

Posted in minicar elettriche by jumpjack on 22 marzo 2019

Ho trovato un manuale relativo a un  computer di bordo della Etheria (con l’H) sul sito della Eteria  (senz’H)…. che potrebbe forse essere lontanamente utile anche per il computer di bordo della icaro:

OBC – ONBORD COMPUTER – DigiLance Line – DISPOSITIVO DI CONTROLLO DI BORDO E SUPPORTO REMOTO – ver. 1.80

A vederla è totalmente diversa da quella della Icaro, ma chissà…

Ecco alcuni passi interessanti del manuale:

Il Firmware che gestisce TMI/VT è in costante aggiornamento e gli aggiornamenti sono a disposizione dei
possessori dei dispositivi TMI/VT regolarmente acquistati.
Sono disponibili sul sito http://www.Etheria.it nell’Area di Supporto al Cliente. L’ aggiornamento, una volta
scaricato, va copiato su una chiave USB per i TMI e su una scheda SD per i VT. Dovrebbe essere un file
denominato DE_update.zip. Va copiato nella directory principale della chiave USB/scheda SD.
Gli aggiornamenti permettono di migliorare le prestazioni di TMI/VT e/o di fornire delle nuove funzionalità. Si
consiglia quindi di aggiornare costantemente TMI/VT all’ultima versione disponibile per il proprio dispositivo.
Controllate quindi periodicamente sul sito http://www.Etheria.it o contattate l’assistenza per verificare se sono
disponibili nuovi aggiornamenti.

 

C’è anche qualcosa a proposito di “sequenze speciali” per attivare una “modalità avanzata”, necessaria per aggiornare il firmware, ma anche per salvare in una chiavetta USB il log di tutte le trasmissioni effettuate:

[….]

PREMESSA: per la prossima operazione si deve considerare l’area appena sotto il pulsante MENU come esso stesso un pulsante; cioè sarà necessario premere col dito tale zona come se vi fosse un pulsante; tale zona di seguito sarà chiamato SPAZIO

4) E’ necessario entrare nella schermata di Configurazione Avanzata; per fare ciò è necessario tenere premuto il pulsante finché non viene emesso un segnale acustico ed il pulsante non torna alla colorazione da non premuto; a questo punto premere in rapida sequenza i seguenti pulsanti (la sequenza va completata in meno di 3 secondi da quando è stato emesso il segnale acustico per la pressione prolungata di ):
SPAZIO – MENU – SPAZIO – MENU

Attendere che compaia una schermata con un tastierino numerico ed alcuni altri pulsanti. Se non dovesse apparire ripetere la sequenza precedente, premendo con sufficiente decisione e rapidità.

5) Premere il tasto “Aggiorna” come mostrato in figura

Poi c’è anche:

Le procedure di Ripristino sono attuabili tramite l’avvio del TMI/VT in modalità denominata Safe. Non sono
eseguibili in condizioni di utilizzo normali.

E questa strana procedura:

Seguire questa procedura per arrivare al Menù Avvio e Calibrazione:
1. Spegnere completamente il TMI/VT.
2. Per questo passo è necessaria rapidità di intervento e precisione: leggere quanto segue prima di avviare TMI/VT.
Avviando il TMI/VT da spento compare un primo logo su TMI (aspettare il secondo su VT) .
Quando appare premere lo schermo tempestivamente, in un punto qualsiasi […]
Seguendo le istruzioni premere per 3 volte lo schermo in un punto qualsiasi entro 2 secondi.
Se la procedura è eseguita correttamente apparirà un schermata con 2 pulsanti e la scritta “Premere un pulsante per effettuare la scelta desiderata, oppure cliccare su qualsiasi altro punto per ricalibrare”.

Invece questo potrebbe essere un problema, visto che non rispondono al telefono:

Ripristino: Contattare l’assistenza del prodotto per effettuarla (è un’operazione complessa e delicata).

Molto interessante invece questa parte:

Appendice E. Salvataggio su chiave USB dei log
Avviare il TMI/VT normalmente. Per procedere al salvataggio log seguire i seguenti passi:
1) Seguire la procedura illustrata nell’Appendice A nei punti da 2 a 4
2) Digitare il Codice Ripristino o Installatore, fornito dall’installatore. E’ un codice di 8 cifre che attiva
varie funzioni di configurazione avanzata
3) Premere il pulsante Salva Log e seguire le istruzioni (inserire una chiave USB/scheda SD
nell’apposita fessura ed attendere il salvataggio del file “Logs_TMI.zip”, un file compresso che
contiene i vari log di sistema suddivisi in file)
Se presente il modulo OPZIONALE Modem tra essi ci saranno i file contenenti:
• le chiamate effettuate e ricevute
• gli stati inviati
• i messaggi ricevuti ed inviati.

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Ancora un po’ di storia delle origini della Greengo

Posted in minicar elettriche by jumpjack on 22 marzo 2019

Rricerca precedente

Nuovi dati desunti a partire da questa pagina.

 

  • In principio c’era l’università di Parma.
  • Poi nel 2002 nacque lo spinoff Etheria.
  • Nel 2003 diventa partner di H3G Italia.
  • Nel 2004 il Gruppo SCE Elettronica di Modena acquisisce la quota maggioritaria dello Spinoff, con l’obiettivo di focalizzare la produzione attorno al progetto CameraCar: sistema digitale di videocontrollo per mezzi in movimento.

La loro storia ufficiale finisce qui…. ma io so che nel 2006 nasce il progetto Icaro, realizzato da una ditta di cui ora non ricordo il nome (gener… qualcosa?)  in collaborazione con una certa ditta C.S. di Modena, la “Convertitori Statici”…. quella che poi diventerà “C.S. Group”, attuale proprietaria del marchio Sharengo, marchio di carsharing basato appunto sulle Greengo Icaro.

Cercando “Gruppo SCE Elettronica di Modena” escono fuori vari indirizzo… tra cui anche un http://www.sce.it che avevo già provato qualche mese fa e risultava defunto, mentre ora risulta vivo e vegeto. Questo l’elenco dei siti forniti dalla ricerca:

 

L’home page del sito SCE Group è interessante:

 

Compaiono infatti sia la C.S. che Etheria.

Nella pagina della SCE si legge poi:

BMS E BATTERIE AL LITIO Dal 2007 SCE produce sistemi con celle al litio in sostituzione delle tradizionali batterie al piombo con BMS modulare ITALIANO. 

Cioè, poco dopo la creazione della Greengo e delle Icaro, ovviamente la SCE, ditta di “elettronica personalizzata” è entrata nel mercato dei BMS e delle batterie al litio.

Hacking Icaro: centralina GSM/GPS – puntata 1 (3/3/2019)

Posted in hacking, hardware, minicar elettriche by jumpjack on 10 marzo 2019

L’anno scorso ho provato a smontare ed esaminare la centralina GPS/GSM che rende(va) la Icaro (o meglio i.car.0) una “interconnected car”, inviando a una centrale di monitoraggio remoto decine e decine di telemetrie, come descritto in questo thread:

https://www.forumelettrico.it/forum/centralina-gsm-gps-t2437.html

Alcune foto della centralina.

Qui si vede il contenitore dell SIM card e un connettore a pettine a 12 pin:

Questo è il modulo GPS, un “GA71 V4.0 SiRF star III” a 20 canali:

 

Alcune marcature utili per l’identificazione:

Visione d’insieme; in alto la batteria-tampone ricaricabile al NiMH da 3.6V:

Questi pin, apparentemente interessanti… si sono rivelati completamente muti e inutili:

 

 

Quelli che invece si sono rivelati molto interessanti sono quelli dello strip maschio a 12 pin: collegandolo a un adattatore TTL/seriale per il PC, sono riuscito a dare una sniffata, scoprendo questo:

Per il momento non sono riuscito ad agganciare la rete, nemmeno togliendo la SIM originale e mettendo la mia, ma farò ovviamente altre prove.

Probabilmente, infatti, solo una volta che la scheda riesce ad agganciare la rete fa un tentativo di agganciarsi ai server remoti che un tempo leggevano queste telemetrie; bisogna vedere poi:

  • se la scheda aspetta una risposta dal server prima di inviare dati, o se li invia “a fondo perduto”
  • se è possibile riprogrammare a mano l’indirizzo a cui la scheda tenta di collegarsi
  • varie ed eventuali

Comandi AT:

E-Prix Formula E – Roma EUR – Sabato 13 Aprile 2019

Posted in auto elettriche by jumpjack on 27 febbraio 2019

Seconda edizione della “formula 1 elettrica” di Roma, quartiere EUR.

Qui di seguito la mappa delle tribune e le foto delle stesse, relative all’edizione scorsa, del 2018.

Ad oggi la FIA non ha ancora risposto in merito ai dubbi espressi sul fatto che anche quest’anno, stando alla mappa ufficiale, la tribuna d’onore non vedrà la pole position ma solo la coda della griglia di partenza; forse chi ha comprato il biglietto della tribuna 1, il più costoso, è ancora in tempo per avere un rimborso, o per sollecitare un cambio del circuito, o della tribuna, o della griglia di partenza, o di qualcosa!

Mappa circuito 2018:

 

Veduta aerea di tribuna 1 e partenza:

Mappa ufficiale 2019:

Diario elettrico Greengo Icaro – 10 Febbraio 2019: dal meccanico

Posted in minicar elettriche by jumpjack on 10 febbraio 2019

Mi sono accorto adesso che nel blog ho registrato la data di ritiro dell’auto ma non la data di consegna al meccanico… Non mi sono segnato la data precisa, comunque era di sicuro tra l’1 e il 10 febbraio.

La riconsegna è avvenuta il 30 maggio, dopo sostituzione di BMS e batteria da 12V (1.300,00 euro in tutto)

Inoltre non ho nemmeno scritto chi è che fa assistenza alle Icaro a Roma… e oggi che volevo portarla dall’ “altro tizio” non riuscivo a ripescare l’indirizzo…

Alla fine l’ho ritrovato:

Moreschini Motors –  Via di Settebagni, 302, 00139 La Cinquina – Bufalotta RM – 06 8713 4344

Qui fanno solo interventi di tipo meccanico, non hanno SW e HW di diagnostica. Al massimo possono “ricondizionare la batteria”: dicono che la fanno scaricare e ricaricare lentamente, in 20 giorni, in modo da equilibrarla.

 

L’altro punto di assistenza è in centro:

Energeko – Via Gregorio VII, 163 (zona San Pietro)

Qui hanno anche il SW e l’HW per fare la diagnostica delle batterie cella per cella.

 

Fuori Roma per l’assistenza si può andare a Livorno, Modena e a  Milano , ma non ho indirizzi precisi.

A Livorno c’è proprio la casa madre C.S.  Group, proprietaria del marchio Sharen’go e dell’ormai defunto marchio Greengo, ma non so dove sia l’officina.

A Modena c’è la GLCar:

G.L CAR di Gianferrari & C. snc – Via Felice Cavallotti, 29 – Formigine (MO) 41043

Tel. 059 573858 – Fax 059 5772196

 

Per Milano non so niente di preciso.

 

Dimensionamento aria condizionata

Posted in ambiente, auto elettriche by jumpjack on 27 gennaio 2019

Qualche appunto su come calcolare la potenza che deve avere un impianto di aria condizionata per veicoli.

Optimization of Vehicle Air Conditioning Systems Using Transient Air Conditioning Performance Analysis – Terry J. Hendricks – National Renewable Energy Laboratory – 2001

Nello studio ipotizzano un irradiazione solare (“cabin external solar load “) di 1600W. Ma si tratta di un autoveicolo a 4-5 posti; per la icaro forse bisognerebbe considerare 1000W, cioè un po’ più della metà, “per stare sicuri”.

Quest’altra ricerca indica circa 1300W solari assorbiti dall’abitacolo, nello screenshot a p.35:

Vehicle Transient Air Conditioning Analysis: Model Development & System Optimization Investigations -Terry J. Hendricks – 2001 – NREL

Le ricercche dicono anche che in un’auto parcheggiata al sole l’aria può raggiungere una temperatura di 75°C-80°C.
Dalla temperatura dell’aria dipende la sua entalpia, cioè la quantità di energia che possiede per unità di massa.

Considerando un umidità del 50% risulta:

  • 25°C: 50 kJ/kg
  • 35°C: 80 kJ/kg
  • 80°C: 583 kJ/kg

Ipotizzo che l’abitacolo della Icaro abbia un volume di 0.5 m3, che per una densità di 1.225 kg/m3 significa 0,61 kg.
Questo significa che alle varie temperature l’aria dell’abitacolo contiene queste quantità di energia (arrotondate), espresse in Wh invece che Joule:

  • 25°C: 9 Wh
  • 35°C: 14 Wh
  • 80°C: 100 Wh

Quindi per passare da 80°C a 25°C bisogna rimuovere 91 Wh; per farlo in un’ora servirebbero 91W, per farlo in un minuto servirebbero 91*60=5460W… oppure si può evitare a monte di raggiungere gli 80°C, scambiando costantemente aria con l’esterno: per passare da 35°C a 25°C in un minuto, infatti, basterebbero (14-9)*60=300W.

Se l’abitacolo è da 0.5m3 e si installa una ventola da 50 m3/h, in teoria tale ventola riesce a “svuotare” l’abitacolo 100 volte in un’ora; anche supponendo che abbia metà dell’efficienza di targa (25 m3/h), significa comunque cambiare completamente l’aria dell’abitacolo 50 volte in un’ora.

Probabilmente, però, la cosa funzionerebbe davvero bene solo se la presa d’aria fosse vicino al tettuccio, piuttosto che vicino ai piedi, perchè è lì che si accumula il calore, sia perchè sale verso l’alto, sia perchè “subito dietro” c’è il sole che batte.

Forse la cosa migliore da fare sarebbe allora attaccare al finestrino una ventola aspirante trasversale tipo questa:

Con soli 3.6W riesce a spostare addirittura 187 m3/h. Però è un po’ grande (240mm*70mm*70mm), quindi forse si può anche optare per una versione più compatta – PMB1275PNB2-AY Ventilatore: DC; blower; 12VDC; 75x75x30mm; 20,91m3/h; 40,5dBA:

 

Evitare che l’aria raggiunga gli 80°C, o rimuoverla 1-2 ore prima di andare a prendere l’auto al parcheggio sostituendola con quella estenrna a 35°C, permetterebbe quindi di avere un abitacolo già “vivibile” da subito, e di abbassare la temperatura a livelli confortevoli (25°C) in meno tempo e/o usando meno potenza, quindi scaricando meno la batteria.

Un ulteriore contributo al comfort potrebbe sicuramente essere fornito dal raffrescamento del sedile, visto che stare in un abitacolo freddo ma seduti su un sedile a 80°C è comunque estremamente sgradevole.

Raffrescatori di sedili ne esistono di diversi tipi; normalmente usano l’aria ambientale così com’è, ma se si inviasse invece alla ventola aria pre-raffreddata, e accendendo anche la ventola del coprisedile prima di entrare in auto, permetterebbe di trovare all’arrivo non solo un abitacolo a temperatura decente, ma anche un sedile fresco.

Per raffrescare l’aria del sedile potrebbe bastare un piccolo raffreddatore a celle di peltier tipo questo, della potenza di 120W:

Le ventole in basso estraggono il calore, quella piccola in alto soffia aria gelida (può arrivare, a regime, a 0°C!) dalla cella di peltier. Quelle in basso ono ventole speciali ad alta dissipazione, che non si limitano a soffiare aria sulle lamelle, ma fanno anche circolare liquido nei tubi che vanno a una piastra che va attaccata al processore… o nel nostro caso alla cella di peltier:

 

Quei “tubi” di rame si chiamano “heatpipe”, e non richiedono una pompa per funzionare; all’interno contengono una piccola quantità di acqua distillata, o altro liquido, che a contatto con la parte calda evapora (assorbendo calore) e “invade” l’intero condotto; il vapore che viene a trovarsi dalla parte di heatpipe a contatto col dissipatore si raffredda (cedendo all’ambiente il calore estratto dall’oggetto da raffreddare) e si ricondensa in acqua, lasciando spazio ad altro vapore che viene attirato in quella zona dalla zona calda; l’acqua di condensa, invece, viene ritrasferita alla parte calda da un materiale poroso che riveste il tubo, per effetto di capillarità; una volta tornata nella zona calda, evapora di nuovo, e così via.

Dal momento che il sistema funziona per pressione e per capillarità, è indipendente dall’orientamento, cioè non è necessario che la parte da raffreddare sia in basso affinchè il calore vada in alto: il vapore invade infatti automaticamente l’intero volume, in qualunque posizione sia orientato l’heatpipe, e la capillarità funziona in qualunque direzione.

 

 


Altra ricerca utile:

Comprehensive Modeling of Vehicle Air Conditioning Loads Using Heat Balance Method – Mohammad Ali Fayazbakhsh and Majid Bahrami – Simon Fraser University – 2013