1 Università degli studi di Bologna FACOLTÀ DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Tesi di laurea in Disegno Tecnico Industriale OTTIMIZZAZIONE DEL SISTEMA DI TRAZIONE DEL VEICOLO IBRIDO ASTURA Tesi di: Andrea Pagliarani Relatore: Prof. Ing. Luca Piancastelli
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Università degli studi di Bologna
FACOLTÀ DI INGEGNERIACorso di Laurea in Ingegneria Meccanica
Tesi di laurea inDisegno Tecnico Industriale
OTTIMIZZAZIONE DEL SISTEMA DI TRAZIONE DEL
VEICOLO IBRIDO ASTURA
Tesi di:
Andrea Pagliarani
Relatore:
Prof. Ing. Luca Piancastelli
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Obiettivi
• Ottimizzare il sistema di propulsione e
trazione di un veicolo ibrido con accesso
facilitato: l’Astura
• Analisi della Toyota Prius
• Analisi dell’Astura (due schemi di
trasmissione)
• Confronti tra le due vetture
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Gravità dei problemi ambientali
Norme restrittive, in modo graduale nel tempo, per permettere
adeguamento tecnico
Normative sulle emissioni delle auto di nuova omologazione
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Pro e contro dei veicoli ibridi HEV (Hybrid
Electric Vehicles)
Vantaggi
• Bassi consumi
• Rispetto delle
normative sulle
emissioni
• Eventuale utilizzo in
modalità solo
elettrica, comodo in
città
Svantaggi
• Aumento dei costi
• Senza utilizzo del
motore elettrico la
vettura è un
normale veicolo con
motore termico
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Ibrido in serie
• Coppia alle ruote solo da motore elettrico
• Il motore termico muove il generatore elettrico
• Batterie integrano potenza quando è richiesto surplus di potenza
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Ibrido in parallelo
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Ibrido scelto: ibrido “dual mode”
Vantaggi
• Flessibilità: possibile trazione a due o quattro ruote motrici
• Possibile modalità solo elettrica
• Semplice gestione
Svantaggi
• Costi
• Con batterie scariche il veicolo è come uno tradizionale con m.c.i.
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Componenti principali del sistema
• Motore termico di derivazione Fiat 1,9 jtd con modifiche per alimentazione a metano o idrogeno
• Motore elettrico a corrente continua a eccitazione in parallelo
• Batterie al litio polimero in grado di azionare il climatizzatore a veicolo spento per ½ ora 1000 2000 3000 4000 5000
rpm
100
200
300
400
coppia HNmL
1000 2000 3000 4000 5000rpm
10
20
30
40
50
60
70
Potenza mecc mot elettrico HKWL
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Modelli considerati per
l’Astura
• Motore termico anteriore
• Motore elettrico posteriore
• Due diversi sistemi di trasmissione all’anteriore
• Partenza con motore elettrico (trazione post.)
• Ad una certa velocità parte il motore termico
(trazione ant.)
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Modello matematico
• Modello a parametri concentrati
• Sospensioni considerate rigide
• Modello forza resistenza aerodinamica (N)
• Modello forza resistenza attrito (N)
Fresist = P(r0 + KV2 + i) + ρ Cx S V2
P: componente peso veicolo normale al terreno (N)
r0: cost. sperim. che dipende da tipo e condizioni sede stradale e da caratteristiche delle superfici