Riassunto analitico
La seguente tesi è stata sviluppata internamente a Cnh industrial. In particolare ho operato nella divisione TECH ATI DA&S-CFD & NVH che si occupa principalmente di simulazioni fluidodinamiche e nvh sia per macchine movimento terra o destinate alle costruzioni sia per macchine destinate all’utilizzo nel settore agricolo.
Il lavoro di tirocinio e tesi svolto si colloca in un contesto di innovazione dei processi di Ricerca e Sviluppo finalizzate ad incrementare la consistenza, la rappresentatività e la congruità delle analisi/test virtuali, rendendo, quindi, sempre più possibile la riduzione dei test fisici con conseguente risparmio di tempo e costi nell’ambito dello
sviluppo prodotto.
Più in particolare l’obiettivo tesi è stato quello di sviluppare un modello monodimensionale di un sistema HVAC di una macchina elettrica tramite il software GT-SUITE. Trattasi, nella fattispecie, di un compact wheel loader (macchina per movimento terra e costruzioni). Si è partiti creando il modello monodimensionale del suddetto sottosistema del corrispondente veicolo con motore a combustione interna. Una volta validato tramite il confronto con i dati sperimentali ricavati dai test fisici in cella climatica e avuta, pertanto, la certezza che il modello rappresentasse fedelmente il sistema reale del veicolo, si è passati all’implementazione degli altri sottosistemi. Per rappresentare i vari sottosistemi è stata eseguita una modellazione a parametri concentrati. Tra essi figurano: il motore idraulico, quello di trazione e il pacco batterie con i corrispondenti sistemi di raffreddamento. Particolare impegno è stato profuso anche per la realizzazione di un controllo che si occupasse della gestione della temperatura della cabina, della batteria e dei motori elettrici prendendo in considerazione la temperatura ambiente, quelle di funzionamento a cui si trovavano i vari sistemi ed infine quella target voluta dall’utente.
Per permettere il raffreddamento della batteria, si è scelto di utilizzare un chiller che sfruttasse il gas refrigerante dell’impianto di climatizzazione per raffreddare il liquido del circuito di raffreddamento della batteria.
Inoltre è stato implementato anche un heater elettrico per riscaldare la batteria qualora se ne avesse avuta necessità.
Per concludere si è svolta una co-simulazione tra il software GT-SUITE e STAR CCM+ in modo da avere una visione più dettagliata di ciò che accade in cabina. In particolare si è potuto monitorare il flusso d’aria e la relativa temperatura che esce dalle bocchette del cruscotto e che impatta sull’utente determinandone la sensazione di comfort. In futuro tale modello potrebbe essere usato, apportando delle modifiche, anche per determinare le prestazioni di sbrinamento del parabrezza, requisito fondamentale nell’omologazione di questo genere di veicoli.
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