Riassunto analitico
Il comfort dei passeggeri sta diventando sempre più un fattore chiave da tenere in considerazione durante la fase di sviluppo di un nuovo veicolo, specie se questo è dotato di un powertrain totalmente elettrico.
Infatti, se da un lato l’assenza del motore a combustione interna rende i BEVs (Battery Electric Vehicles) globalmente meno rumorosi, dall’altro altera il normale equilibrio tra powertrain noise, road noise e wind noise, rendendo gli ultimi due più evidenti e quindi disturbanti.
Inoltre, questa ben consolidata tendenza verso il mondo dell’elettrificazione impone veicoli di nuova concezione e con nuovi componenti per cui, a differenza di quanto accade per auto con alimentazione convenzionale, non esistono ancora metodologie standard di analisi NVH (Noise, Vibration, and Harshness).
Questo lavoro di tesi mira a sviluppare una procedura generale di analisi CAE (Computer Aided Engineering) per esaminare l’impatto dei cavi HV (High Voltage – Alta Tensione) sulle performance NVH di un BEV. Questi componenti sono sempre presenti in un veicolo elettrico e, dal momento che conducono valori rilevanti di corrente elettrica, sono tipicamente caratterizzati da sezioni, masse e rigidezze significative. Inoltre, i cavi HV sono normalmente fissati al body veicolo tramite staffe, creando così vie di trasmissione dirette per l’ingresso di vibrazioni in abitacolo.
Nello specifico, il veicolo oggetto di questa analisi è la versione BEV di Maserati Grecale.
Inizialmente, il modello FE (Finite Element) dei cavi è stato creato e aggiunto a quello del veicolo e, dopo un’attività di correlazione con dati sperimentali, il modello vibro-acustico completo è stato utilizzato con profitto per valutare l’impatto dei cavi.
I risultati hanno mostrato che, per lo schema di fissaggio dei cavi adottato, questi ultimi sono responsabili di un aumento globalmente modesto del rumore percepito da guidatore e passeggero; tuttavia questo contributo può aumentare significativamente qualora i cavi siano direttamente fissati a componenti del veicolo più critici perché caratterizzati da un’alta sensibilità vibro-acustica, come ad esempio il parafiamma o il pannello del fondo baule.
Questo lavoro di tesi è stato sviluppato su proposta ed in collaborazione con Maserati (Modena, Italia).
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Abstract
Passenger comfort is nowadays becoming a key feature to be considered during the design phase of a new car, especially if it has a totally electric powertrain.
In fact, if on the one hand the absence of the internal combustion engine makes BEVs (Battery Electrical Vehicles) globally less noisy, on the other it alters the normal balance between powertrain noise, road noise and wind noise making the last two more evident and therefore more annoying.
Moreover, this well-established tendency towards electrification imposes new vehicle’s platforms and new components for which, differently from what happens for traditionally powered cars, consolidated methodologies for NVH (Noise, Vibration and Harshness) analysis still don’t exist.
This work aimed at developing a general CAE (Computer Aided Engineering) procedure to analyze the impact on NVH performances of HV (High Voltage) cables. Such components are always present in a BEV and, since they conduct relevant values of electric current, they are usually characterized by significant sections, masses and stiffnesses. Moreover, HV cables are commonly fixed through brackets to the vehicle body, creating direct paths for the transmission of vibration.
In particular, this analysis was carried out on the electric version of Maserati Grecale. Initially, the FE model of HV cables was added to the full car model and, after a correlation activity with experimental data, the complete vibro-acoustic model was profitably used to evaluate the impact of cables.
The results highlighted that, for the adopted fixing scheme, cables are responsible for a globally modest participation in noise perceived by the driver and passengers.
However, this contribution can increase significantly if cables are directly fixed to different car areas, like for example the firewall, that are characterized by a high vibro-acoustic sensibility.
This work was performed on proposal and in collaboration with Maserati (Modena, Italy).
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