86475 - ELECTRIC PROPULSION SYSTEMS

Contenuti

Introduzione.

Il potenziale e le aspettative che l’elettrificazione dei sistemi di trazione ha per la riduzione dei consumi e delle emissioni dei veicoli stradali.

Classificazione dei veicoli stradali in funzione del loro grado di ibridizzazione.

Controllo vettoriale delle macchine elettriche sincrone

Introduzione alla trasformazione di coordinate. Trasformazioni di Clarke e Park. Equazioni delle macchine brushless a fem sinusoidale nel sistema di riferimento dq. Coppia di riluttanza. Schemi di controllo di base.

Metodo unificato per lo studio degli azionamenti elettrici

Classificazione delle macchine elettriche utilizzabili per applicazioni di trazione.

Metodologia unificata e normalizzata di rappresentazione dei limiti di funzionamento delle macchine elettriche in corrente alternata controllate con tecniche di orientamento di campo.

Comparazione tra le caratteristiche elettriche e meccaniche di macchine brushless del tipo:

• SPM-SM (Surface Permanent Magnet – Synch. M.),
• IPM-SM (Internal Permanent Magnet – Synch. M.)
• VIPM-SM (V-shape Internal Permanent Magnet – Synch. M.)
• RIPM-SM (Radial arranged Internal Permanent Magnet – Synch. M.)
• PMAR-SM (Permanent Magnet Reluctance Assisted– – Synch. M.).

I diversi azionamenti saranno analizzati in tutto il campo di funzionamento, con particolare riferimento alle prestazioni in sovraccarico e a velocità maggiori della nominale.

Mappe di efficienza nell’intero campo di funzionamento delle macchine.

Estensione del metodo di analisi unificato alle macchine sincrone a rotore avvolto (WRSM) e alle macchine ad induzione (IM).

Funzionamento della macchina sincrona in modalità di generazione non controllata (UCG). Problematiche di sicurezza.

Differenze tra il funzionamento da motore e da generatore degli azionamenti elettrici.

Sistemi di propulsione ibrida

Classificazione dei sistemi di propulsione ibrida (serie, parallelo, power split)

Principio di funzionamento di una trasmissione power split. Esempio di dimensionamento di un sistema di propulsione ibrida power split

Criterio per la scelta della tipologia di azionamento elettrico idonea ad essere installato in un propulsore ibrido e suo dimensionamento

Aspetti normativi

Aspetti di sicurezza funzionale dei powertrain elettrici secondo IEC 61508 e IEC 61511

Sistemi di ricarica dei veicoli elettrici in AC e DC (EN 61851).

Panoramica delle tecnologie

Analisi delle tecnologie utilizzabili nei sistemi di conversione statica, in funzione del range di potenza e tensione.

Utilizzo degli azionamenti elettrici in applicazioni diverse dalla trazione (es. sistema di climatizzazione, servosterzo)

Grado di maturità tecnologica delle tecnologie elettriche utilizzabili per i veicoli elettrici e ibridi.

Tendenze ed opportunità del settore.

Testi/Bibliografia

Per lo studio

materiale didattico fornito dal docente

Per l’approfondimento personale dei contenuti/

Iqbal Husain “Electric and Hybrid Vehicles: Design Fundamentals”, Second Edition. CRC Press. ISBN 9781439811757

Metodi didattici

L’insegnamento prevede: lezioni frontali teoriche realizzate con l’ausilio di sistemi multimediali. Il materiale didattico viene reso disponibile prima di ogni lezione.

Sono previste esercitazioni pratiche al calcolatore per la realizzazione dei modelli numerici di sistemi completi di trazione integrati in un modello dinamico longitudinale di un veicolo stradale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento prevede lo svolgimento di un progetto ed una prova orale.

Il progetto è relativo allo sviluppo di un progetto di sistema di trazione elettrico od ibrido per un veicolo stradale da modellare al calcolatore. Tale progetto sarà consegnato agli studenti durante le lezioni e sarà presentato all’esame.

La prova orale consiste di due parti: 1) la presentazione del progetto realizzato e la verifica dei risultati ottenuti. 2) la verifica della conoscenza dei contenuti teorici del corso.

Strumenti a supporto della didattica

Ambiente di simulazione Matlab/Simulink

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudio Rossi