Sintesi e simulazione di un modello per la gestione dei flussi energetici in un veicolo ibrido.

L’obiettivo che si prefigge questa Tesi è quello di implementare un modello per la gestione del powertrain di un veicolo ibrido. Per realizzarlo verrà utilizzato il software Simulink, che permetterà di modellizzare l’intero sistema di propulsione e di simulare poi il comportamento dell’autoveicolo nelle piu’ svariate condizioni di guida.
Il modello è stato realizzato nell’ambito di un progetto di collaborazione internazionale tra il Polo della Mobilità Sostenibile (POMOS), centro nazionale di sperimentazione e innovazione tecnologica nel settore della mobilità, e il Departamento de Ingegnieria Electrica y de Computadoras dell’Universidad Nacional del Sur (UNS), università argentina della città di Bahia Blanca (provincia di Buenos Aires). Il lavoro di ideazione ed implementazione del modello è stato svolto all’interno dei laboratori del POMOS di Cisterna di Latina (LT). La successiva fase di lavoro, dedicata all’evoluzione e alla validazione del modello stesso, nonchè alla realizzazione di una serie di simulazioni su veicoli realmente esistenti ed in fase di progetto, è stata effettuata in Argentina nella già citata Università del Sur di Bahia Blanca.
La Tesi si articola attraverso le seguenti parti:
- creazione del modello Simulink per la gestione del powertrain;
- validazione attraverso delle simulazioni su veicoli ibridi ipotetici;
- evoluzione ed ottimizzazione del modello;
- simulazione su un veicolo ibrido reale;
- utilizzazione del modello per veicoli in fase di progettazione.
Lo studio inizia con una completa trattazione su ciò che rappresenta oggi il veicolo ibrido, sulla sua evoluzione e sulla tecnologia che lo caratterizza, senza perdere di vista la problematica ambientale ed energetica sul fronte della mobilità sostenibile.
Nel secondo capitolo si analizzano varie tipologie di strategie di controllo del powertrain, utili per iniziare ad inquadrare i possibili differenti approcci al problema che intendiamo risolvere con il nostro modello. Tale scopo è tenuto ben a mente anche nel capitolo successivo, dove viene introdotto e spiegato il software con il quale il modello verrà realizzato: Simulink.
Dal capitolo quattro si inizia ad entrare nello specifico del lavoro svolto, presentando il modello implementato ed analizzandone nel dettaglio tutte le componenti. Vengono inoltre introdotti i principi per poterlo utilizzare per la simulazione e presentate alcune possibili ed eventuali modifiche. La validazione e l’evoluzione di quanto realizzato vengono presentate nel quinto capitolo, grazie all’inserimento di una serie di dati relativi ad un auto ibrida realistica in grado di poter garantire una prima serie di simulazioni di base. L’evoluzione del modello è ottenuta con delle modifiche da noi realizzate nei laboratori argentini, che ci permettono di ottenere un modello congiunto tra quello del POMOS e quello dell’UNS, e viene poi sfruttata per realizzare altre simulazioni standard per la validazione, su un veicolo ibrido ottenuto da dati realistici. Tali simulazioni dimostrano il maggiore dettaglio offerto dall’integrazione di due modelli provenienti da due differenti università.
Nel capitolo sei ci si occupa invece di simulare, sia attraverso il modello di base che attraverso quello congiunto, un veicolo ibrido reale e un veicolo attualmente in fase di progettazione. Entrambi i veicoli verranno simulati su due differenti cicli cittadini, uno urbano ed uno ad alta velocità. Vengono dunque presentate in questo capitolo le simulazioni vere e proprie, realizzate sulla Bizzarrini P538 Eco Targa, auto sportiva a basso consumo che sfrutta la doppia propulsione, elettrica e termica.
Questi sono i punti focali di quanto verrà presentato nel nostro lavoro.