Tipo Insegnamento:
Ins. uff. con erogazioni e cop.
Durata (ore):
28
CFU:
3
SSD:
SCIENZA DELLE COSTRUZIONI
Sede:
BRESCIA
Url:
INGEGNERIA MECCANICA E DEI MATERIALI/Energia Anno: 3
INGEGNERIA MECCANICA/Transizione energetica Anno: 2
Anno:
2025
Course Catalogue:
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (16/02/2026 - 05/06/2026)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Gli obiettivi formativi sono qui declinati secondo i descrittori di Dublino.
1. Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and understanding).
Il Corso si propone di fornire una base di conoscenza interdisciplinare ad allievi ingegneri nell’ambito della cosiddetta “green economy”, con obiettivi formativi specifici a modelli e simulazioni del comportamento multifisico e multiscala di batterie agli ioni di litio e agli ioni di sodio. In particolare, verranno affrontati gli elementi fondamentali di termodinamica, termo-meccanica, elettrochimica, intercalazione e alligazione, nella loro formulazione generale, considerando le diverse scale di modellizzazione: modelli di tipo "course" (non fisicamente basati), modelli di Newman (pseudo-2D), modelli a scala fine, di tipo predittivo. Attraverso lo studio autonomo e/o di gruppo e la presentazione alla classe di pubblicazioni scientifiche recenti, il corso consentirà di applicare conoscenza e comprensione, e sviluppare abilità comunicative e di team-working. Attualmente non vi sono molti esempi di simili corsi in Italia, sebbene sia facile pensare che la lacuna venga colmata nel futuro.
2. Conoscenze applicate e capacità di comprensione (Applying knowledge and understanding).
Comprendere in modo critico e descrivere con precisione i processi fisici alla base del funzionamento dei sistemi di accumulo energetico (energy storage systems), partendo da nozioni sperimentali e fondamentali di termodinamica e termo-meccanica dei continui, derivando le equazioni governanti per i modelli indicati e le possibili tipologie di implementazione numerica. Inoltre, a seguito dello studio autonomo e/o di gruppo di pubblicazioni scientifiche recenti, nonché attraverso presentazioni in aula, lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro e convincente i problemi e i risultati ottenuti nella modellazione dei sistemi di accumulo energetico, nonché di selezionare dalla letteratura esistente i contributi scientifici più rilevanti e adeguati alle proprie esigenze.
3. Autonomia di giudizio (Making judgements).
A seguito del superamento dell’esame, lo studente sarà in grado di determinare quale modello sia più appropriato per il caso di studio da risolvere, valutare la soluzione con i metodi appresi, valutarla criticamente alla luce di risultati attesi e test controllabili.
4. Abilità comunicative (Communication skills).
Sapere esprimere concetti, interpretazioni e idee in forma orale e/o scritta e/o grafica facendo riferimento ai parametri descrittivi del comportamento di sistemi di stoccaggio dell’energia con rigore formale ed univocità di approccio. Saper comunicare ipotesi, svolgimento e risultati in report tecnici e presentazioni efficaci, con particolare riferimento alla discussione di problemi e risultati sulla piattaforma moodle del corso.
5. Capacità di apprendimento (Learning skills).
Capacità di consultare e utilizzare libri di testo, manuali tecnici, banche dati e informazioni in rete per un aggiornamento continuo delle conoscenze.
1. Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and understanding).
Il Corso si propone di fornire una base di conoscenza interdisciplinare ad allievi ingegneri nell’ambito della cosiddetta “green economy”, con obiettivi formativi specifici a modelli e simulazioni del comportamento multifisico e multiscala di batterie agli ioni di litio e agli ioni di sodio. In particolare, verranno affrontati gli elementi fondamentali di termodinamica, termo-meccanica, elettrochimica, intercalazione e alligazione, nella loro formulazione generale, considerando le diverse scale di modellizzazione: modelli di tipo "course" (non fisicamente basati), modelli di Newman (pseudo-2D), modelli a scala fine, di tipo predittivo. Attraverso lo studio autonomo e/o di gruppo e la presentazione alla classe di pubblicazioni scientifiche recenti, il corso consentirà di applicare conoscenza e comprensione, e sviluppare abilità comunicative e di team-working. Attualmente non vi sono molti esempi di simili corsi in Italia, sebbene sia facile pensare che la lacuna venga colmata nel futuro.
2. Conoscenze applicate e capacità di comprensione (Applying knowledge and understanding).
Comprendere in modo critico e descrivere con precisione i processi fisici alla base del funzionamento dei sistemi di accumulo energetico (energy storage systems), partendo da nozioni sperimentali e fondamentali di termodinamica e termo-meccanica dei continui, derivando le equazioni governanti per i modelli indicati e le possibili tipologie di implementazione numerica. Inoltre, a seguito dello studio autonomo e/o di gruppo di pubblicazioni scientifiche recenti, nonché attraverso presentazioni in aula, lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro e convincente i problemi e i risultati ottenuti nella modellazione dei sistemi di accumulo energetico, nonché di selezionare dalla letteratura esistente i contributi scientifici più rilevanti e adeguati alle proprie esigenze.
3. Autonomia di giudizio (Making judgements).
A seguito del superamento dell’esame, lo studente sarà in grado di determinare quale modello sia più appropriato per il caso di studio da risolvere, valutare la soluzione con i metodi appresi, valutarla criticamente alla luce di risultati attesi e test controllabili.
4. Abilità comunicative (Communication skills).
Sapere esprimere concetti, interpretazioni e idee in forma orale e/o scritta e/o grafica facendo riferimento ai parametri descrittivi del comportamento di sistemi di stoccaggio dell’energia con rigore formale ed univocità di approccio. Saper comunicare ipotesi, svolgimento e risultati in report tecnici e presentazioni efficaci, con particolare riferimento alla discussione di problemi e risultati sulla piattaforma moodle del corso.
5. Capacità di apprendimento (Learning skills).
Capacità di consultare e utilizzare libri di testo, manuali tecnici, banche dati e informazioni in rete per un aggiornamento continuo delle conoscenze.
Prerequisiti
elementi di elettrochimica e di meccanica dei solidi
Metodi didattici
Il corso consiste di lezioni, esercitazioni frontali e seminari.
Verifica Apprendimento
Regole di ammissione.
Le regole sono identiche sia per frequentanti che per non frequentanti. Per partecipare all'esame è necessario essere regolarmente iscritti ad una sessione d'esame pubblicata sul sistema esse3 di ateneo. Per poter registrare l'esame è indispensabile avere acquisito tutte le precedenze d'esame.
Tipologia delle prove
L’esame si svolgerà in forma orale e consisterà nella discussione di un elaborato basato su pubblicazioni scientifiche recenti, in cui viene verificato il raggiungimento degli obiettivi formativi e dei risultati dell’apprendimento attesi. A seguito dello studio autonomo e del lavoro di gruppo su tali pubblicazioni, e attraverso la presentazione alla classe, lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro e convincente i problemi affrontati e i risultati ottenuti nella modellazione dei sistemi di stoccaggio dell’energia. Il corso permetterà di applicare conoscenze e comprensione, nonché di sviluppare abilità comunicative e capacità di lavoro in team.
Modalità di svolgimento
L’esame si svolgerà in forma orale e consisterà nella discussione di un elaborato, singolo o di gruppo (a discrezione degli studenti) basato su pubblicazioni scientifiche recenti. La presentazione avrà una durata di circa 30 minuti, seguita da una sessione di domande e risposte di 15 minuti circa, durante la quale lo studente dimostrerà di aver compreso sia l’ambito di applicazione del modello presentato che i limiti predittivi ed interpretativi dello stesso.
Definizione del voto dell'esame
Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi parziali attribuiti a: (i) presentazione dell’elaborato (massimo 24/30), di cui fino a 2 punti possono essere assegnati per eventuali simulazioni numeriche, anche se semplificate, del modello presentato; (ii) capacità di rispondere alle domande relative all’elaborato (massimo 8/30), dimostrando abilità nel collegare i temi scientifici presentati. La somma totale è di punti 32/30. La lode viene assegnata se lo studente raggiunge una valutazione superiore a 30.5.
Note organizzative
Gli studenti saranno sempre incoraggiati ad andare "oltre le lezioni", a gettare uno sguardo sugli aspetti più moderni e meno conosciuti della modellazione dei sistemi di accumulo dell’energia. Lo studio e la sperimentazione individuale, nonché l’interazione con il docente sarà fortissimamente caldeggiata. Si farà uso intensivo degli strumenti di e-learning a disposizione.
Le regole sono identiche sia per frequentanti che per non frequentanti. Per partecipare all'esame è necessario essere regolarmente iscritti ad una sessione d'esame pubblicata sul sistema esse3 di ateneo. Per poter registrare l'esame è indispensabile avere acquisito tutte le precedenze d'esame.
Tipologia delle prove
L’esame si svolgerà in forma orale e consisterà nella discussione di un elaborato basato su pubblicazioni scientifiche recenti, in cui viene verificato il raggiungimento degli obiettivi formativi e dei risultati dell’apprendimento attesi. A seguito dello studio autonomo e del lavoro di gruppo su tali pubblicazioni, e attraverso la presentazione alla classe, lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro e convincente i problemi affrontati e i risultati ottenuti nella modellazione dei sistemi di stoccaggio dell’energia. Il corso permetterà di applicare conoscenze e comprensione, nonché di sviluppare abilità comunicative e capacità di lavoro in team.
Modalità di svolgimento
L’esame si svolgerà in forma orale e consisterà nella discussione di un elaborato, singolo o di gruppo (a discrezione degli studenti) basato su pubblicazioni scientifiche recenti. La presentazione avrà una durata di circa 30 minuti, seguita da una sessione di domande e risposte di 15 minuti circa, durante la quale lo studente dimostrerà di aver compreso sia l’ambito di applicazione del modello presentato che i limiti predittivi ed interpretativi dello stesso.
Definizione del voto dell'esame
Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi parziali attribuiti a: (i) presentazione dell’elaborato (massimo 24/30), di cui fino a 2 punti possono essere assegnati per eventuali simulazioni numeriche, anche se semplificate, del modello presentato; (ii) capacità di rispondere alle domande relative all’elaborato (massimo 8/30), dimostrando abilità nel collegare i temi scientifici presentati. La somma totale è di punti 32/30. La lode viene assegnata se lo studente raggiunge una valutazione superiore a 30.5.
Note organizzative
Gli studenti saranno sempre incoraggiati ad andare "oltre le lezioni", a gettare uno sguardo sugli aspetti più moderni e meno conosciuti della modellazione dei sistemi di accumulo dell’energia. Lo studio e la sperimentazione individuale, nonché l’interazione con il docente sarà fortissimamente caldeggiata. Si farà uso intensivo degli strumenti di e-learning a disposizione.
Testi
Verranno fornite dispense del corso. Per consultazione o approfondimenti:
Titolo Non-equilibrium Thermodynamics
Autori Sybren Ruurds de Groot, Peter Mazur
Editore Courier Corporation, 1984
Titolo Battery Management Systems, Volume I: Battery Modeling
Autore Gregory L. Plett
Editore Artech House, 2015
Titolo Battery System Modeling
Autori Shunli Wang, Carlos Fernandez, Yu Chunmei, Yongcun Fan, Cao Wen, Daniel-Ioan Stroe, Zonghai Chen
Editore Elsevier, 2021
Titolo Non-equilibrium Thermodynamics
Autori Sybren Ruurds de Groot, Peter Mazur
Editore Courier Corporation, 1984
Titolo Battery Management Systems, Volume I: Battery Modeling
Autore Gregory L. Plett
Editore Artech House, 2015
Titolo Battery System Modeling
Autori Shunli Wang, Carlos Fernandez, Yu Chunmei, Yongcun Fan, Cao Wen, Daniel-Ioan Stroe, Zonghai Chen
Editore Elsevier, 2021
Contenuti
Obiettivo del corso è fornire una base di conoscenza interdisciplinare ad allievi ingegneri nell’ambito della cosiddetta “green economy”, con riferimento specifico a modelli e simulazioni del comportamento multifisico e multiscala di batterie agli ioni di litio e agli ioni di sodio. In preparazione all’esame, gli studenti potranno fare semplici simulazioni di processi di carica e scarica in un elaborato. L’impostazione del corso prevede: i) seminari di docenti italiani e/o stranieri su argomenti specifici, all’avanguardia della ricerca scientifica per energy storage systems; ii) l’interazione con aziende leader internazionali e laboratori di ricerca.
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
Gli studenti saranno sempre incoraggiati ad andare "oltre le lezioni", a gettare uno sguardo sugli aspetti più moderni e meno conosciuti della modellazione dei sistemi di accumulo dell’energia. Lo studio e la sperimentazione individuale, nonché l’interazione con il docente sarà fortissimamente caldeggiata. Si farà uso intensivo degli strumenti di e-learning a disposizione.
Corsi
Corsi (2)
3 anni
INGEGNERIA MECCANICA
Laurea Magistrale
2 anni
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