Riassunto analitico
Negli ultimi anni, il mercato delle autovetture elettriche (BEV: Battery Eletric Vehicle) è in forte crescita grazie all’ interesse dei clienti che vedono nell’autovettura elettrica un’opportunità migliore rispetto a quella tradizionale. Crescita dovuta sia alle tecnologie attuali che hanno permesso di aumentarne l’autonomia dai precedenti 100/200 km agli attuali 400/500 km per ogni singola ricarica, e sia grazie ad una maggiore attenzione verso il tema ambientale e alla crisi energetica, soprattutto per quanto riguarda l’indipendenza dalle fonti fossili di carburante.
Tuttavia i veicoli elettrici, essendo “più semplici” visto la minor quantità di componentistica rispetto ai veicoli a motore termico, richiedono uno sviluppo impegnativo dal punto di vista della sicurezza, dell’autonomia e della gestione della potenza.
L’obiettivo del lavoro di tesi riguarda l’analisi e l’ottimizzazione del sistema idraulico di una vettura BEV ad alte prestazioni. In particolar modo ci si è concentrati sulla determinazione delle portate necessarie alla corretta lubrificazione della trasmissione presente sull’assale posteriore e sulla corretta gestione dell’innesto e del disinnesto idraulico (sistema indispensabile per lo stazionamento della vettura). Entrambe le fasi (lubrificazione e attuazione) sono state pensate all’interno dello stesso circuito idraulico in modo da garantire il corretto funzionamento dei singoli componenti.
Trattandosi di un veicolo ad alte prestazioni, la soluzione adottata per la lubrificazione delle singole ruote dentate, è stata l’utilizzo di un sistema di ugelli per la lubrificazione degli accoppiamenti tra ruote dentate e grani per la lubrificazione dei cuscinetti degli alberi di rotazione. Questa soluzione innovativa permette agli ingranaggi di lavorare nelle migliori condizioni operative e allo stesso tempo evita l’accumulo di olio nel case della trasmissione.
Per l’implementazione del circuito idraulico e per la modellazione monodimensionale è stato utilizzato il software Amesim, che ha permesso di descrivere nel dettaglio il comportamento del circuito di lubrificazione e di attuazione.
I componenti che sono stati implementati all’interno del circuito sono il fluido operatore, la pompa, i condotti, la valvola limitatrice, le valvole elettro attuate, lo scambiatore, il filtro, gli ugelli e il martinetto idraulico (sistema di attuazione per lo stazionamento della vettura).
Sulla base dei parametri progettuali dei singoli componenti sono stati sviluppati i rispettivi modelli numerici e successivamente inseriti nel sistema a seguito della loro validazione numerico-sperimentale. Il modello complessivo è stato dimensionato al fine di rispettare le prestazioni, i target di portata e velocità imposti dal fornitore e tempi di attuazione.
Sono state infine sviluppate soluzioni migliorative e alternative per il passaggio dalla fase di lubrificazione alla fase di attuazione e viceversa. Le soluzioni sono state confrontate tra loro, evidenziando i principali vantaggi e svantaggi.
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