Riassunto analitico
La transizione verso veicoli a zero emissioni rappresenta una priorità globale per mitigare l’impatto climatico del settore dei trasporti, con particolare rilevanza per i veicoli commerciali, dove l’integrazione di sistemi di propulsione elettrica richiede soluzioni avanzate di gestione energetica e controllo. Questo lavoro di tesi, svolto in collaborazione con Bieffe Project s.r.l., si concentra sullo sviluppo del prototipo “Mimì”, un veicolo commerciale elettrico, affrontando la sfida tecnica dell’interoperabilità tra dispositivi con protocolli di comunicazione CAN eterogenei (CANopen e J1939).
L’obiettivo principale di questo lavoro è stato progettare il sistema di controllo del powertrain elettrico, implementato tramite la tecnologia Controller Area Network (CAN), al fine di coordinare l’inverter di trazione mediante l’unità centrale di controllo veicolo (VCU). In questo modo si garantisce una comunicazione in tempo reale, con sincronizzazione, bassa latenza e elevati standard di sicurezza. È stato sviluppato il file di comunicazione del database, configurato un gateway CAN per la conversione tra protocolli e condotti test sia su banco che su strada per validare le prestazioni complessive e verificare il corretto funzionamento del sistema di controllo.
I risultati evidenziano la validità dell'intero processo di progettazione e implementazione della rete CAN: il sistema di comunicazione opera conformemente alle specifiche tecniche progettuali, il file DBC sviluppato risulta corretto, il processo di conversione bidirezionale tra i messaggi SAE J1939 e CANopen è eseguito con precisione, e l'integrità dei dati è assicurata tramite una comunicazione sicura e affidabile. Inoltre, il sistema garantisce prontezza operativa e controllo in tempo reale.
Questo studio sottolinea l’importanza delle reti CAN nel contesto della mobilità sostenibile, offrendo un modello replicabile per futuri sviluppi in veicoli elettrificati. Il lavoro contribuisce alla letteratura tecnica documentando soluzioni pratiche a sfide di interoperabilità, evidenziando come l’innovazione nella comunicazione veicolare sia un driver essenziale per la transizione ecologica nel trasporto commerciale.
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Abstract
Transitioning to zero-emission vehicles is a global priority for mitigating the environmental impact of the transportation sector, especially in commercial vehicles where the integration of electric propulsion systems demands advanced energy management and control solutions. This thesis, carried out in collaboration with Bieffe Project s.r.l., focuses on the development of the "Mimì" prototype, an electric commercial vehicle, and addresses the technical challenge of achieving interoperability between devices using heterogeneous CAN communication protocols (CANopen and J1939).
The primary objective of this work was to design the control system for the electric powertrain, implemented via Controller Area Network (CAN) technology, to coordinate the traction inverter through the Vehicle Control Unit (VCU). This design ensures real-time communication, synchronization, low latency, and high safety standards. A communication database file (DBC) was developed, a CAN gateway was configured for protocol conversion, and both bench and on-road tests were conducted to validate overall system performance and verify proper operation of the control system.
Results demonstrate the effectiveness of the entire design and implementation process of the CAN network: the communication system operates in accordance with the technical specifications, the developed DBC file is validated, the bidirectional conversion between SAE J1939 and CANopen messages is executed accurately, and data integrity is maintained through secure and reliable communication. Moreover, the system exhibits operational readiness and real-time control.
This study highlights the critical role of CAN networks in sustainable mobility by offering a replicable model for future developments in electrified vehicles. The work contributes to the technical literature by documenting practical solutions to interoperability challenges, emphasizing that innovation in vehicular communication is a key driver for the ecological transition in commercial transportation.
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