Riassunto analitico
Il lavoro di tesi svolto tratta la modellazione di una strategia di controllo di una vettura ibrida partecipante al campionato di Formula SAE. La vettura in esame è la prima della competizione ad essere alimentata da una powerunit ibrida plug-in a livello europeo, ottenuta sulla base di un motore Ducati Panigale 959 V2 nel quale è stata sostituita la testa verticale con un motore elettrico di tipo PMSM realizzato internamente.
Tale lavoro si è suddiviso in tre principali fasi: raccolta di dati sperimentali mediante test in pista, simulazioni volte all’ottimizzazione dello split di coppia tra i due motori tramite l’utilizzo di Matlab ed infine la modellazione e validazione della strategia finale.
Tramite le prove sperimentali è stato possibile caratterizzare la resistenza globale all’avanzamento da parte del veicolo, accorpando così rotolamento, drag ed attriti provenienti principalmente dagli organi di trasmissione. Successivamente sono stati elaborati i dati raccolti ottenendo una curva di tendenza della forza resistente in funzione della velocità, utilizzata poi per estrapolare, in base alla traccia di velocità, il contributo della forza necessaria all’avanzamento del veicolo.
L’ottimizzazione dello split di coppia è stata approcciata tramite la metodologia del Dynamic Programming: una tecnica analitica specifica per l’ottimizzazione di sistemi molto utilizzata nello studio architetture ibride. Si è proseguito quindi con la stesura dello script principale ricevente in input le variabili quali velocità, accelerazioni, forze e momenti applicati al veicolo durante il ciclo riferito ad un unico giro di pista, oltre ai vari rapporti di trasmissione, masse, inerzie e rendimenti necessari alla caratterizzazione del sistema di trasmissione presente tra albero motore e ruote. Lo scopo di tale script consiste nel minimizzare i consumi di combustibile avendo come vincolo il consumo di carica delle batterie specificato in partenza, fornendo come output la storia del SOC ed il relativo contributo di coppia dei singoli motori ad ogni intervallo di tempo.
Infine, dopo aver analizzato i risultati provenienti dallo script in questione, sono stati individuati i comportamenti caratteristici del controllo risalendo a scelte ripetibili in specifiche condizioni di utilizzo. La fase finale del lavoro ha visto l’implementazione della strategia di controllo in centralina basata sulle deduzioni avute, seguita poi da test in pista che ne hanno validato il comportamento.
|
