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• Hybrid vehicles
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Questa tesi è sviluppata in collaborazione con Aston Martin Lagonda ed Imperial College London. Il suo scopo principale è quello di costruire un modello di veicolo elettrico ibrido ad alte prestazioni per scopi di simulazione e studiare strategie avanzate di gestione dell'energia ottimizzate sia per le performance sportive sia per l’omologazione delle emissioni.
Al giorno d’oggi si prevede che l'importanza del software sarà tale da poter ottimizzare l'integrazione tra motori elettrici e termici ed essere in grado di guidare completamente il veicolo autonomamente in tutte le condizioni, raggiungendo così gli obiettivi finali di aumentare sempre più le prestazioni e allo stesso tempo ridurre al minimo le emissioni.
Queste considerazioni diventano sempre più importanti e difficili da combinare quando si tratta di veicoli ibridi elettrici ad alte prestazioni, dal momento che da un lato bisogna considerare l'enorme peso delle performance, che devono essere estreme e in continua ricerca del record rispetto ai concorrenti e dall'altro lato, al consumo inteso come focus sull'impatto ambientale e sul risparmio di carburante per il cliente. Queste considerazioni sembrano essere in contrasto tra loro, ma grazie ad un'adeguata strategia di integrazione si garantirà una nuova generazione di veicoli di fascia alta significativamente più performante rispetto al passato.
Tali osservazioni sono più necessarie che mai per capire il complesso panorama in cui le case automobilistiche sono attualmente. Mentre all’inizio i veicoli ibridi erano stati pensati per applicazioni automotive standard con lo scopo di ridurre l’impatto ambientale, negli ultimi anni anche i produttori di supercar e hypercar ad alte prestazioni hanno iniziato a sviluppare e proporre modelli ibridi sul mercato.
Le ragioni principali di questa scelta sono due: la prima è la necessità di aumentare il più possibile il rapporto potenza/peso (potenza specifica) per poter essere tecnologicamente migliori della concorrenza (attualmente sono stati i veicoli con potenze superiori a 1000 CV grazie all'introduzione della propulsione elettrica). La seconda è la necessità per tutte le case automobilistiche di abbassare le quote di C02 totali della loro flotta per evitare di pagare multe, se in realtà inizialmente questo problema non era una priorità per tali produttori comincia ora ad essere un obiettivo da raggiungere per non incorrere in problemi finanziari.
È importante considerare in questa prima fase di analisi come il raggiungimento della quota di densità di potenza di 200 CV/litro debba necessariamente passare attraverso l'unione di un propulsore termico tradizionale ed elettrico. Questa considerazione, tuttavia, apre scenari più complessi quando si parla del peso totale del veicolo, infatti se da un lato è possibile raggiungere l'ambizioso obiettivo per il quale riguarda la densità di potenza dall'altro si va a peggiorare l'aspetto legato alle emissioni di C02, di peso e prestazioni dinamiche del veicolo.
L'obiettivo della tesi sarà quindi quello di presentare i vantaggi dell'elettrificazione di un veicolo ad alte prestazioni sia dal punto di vista delle prestazioni, che caratterizza la definizione di un veicolo sportivo stesso, sia in termini ambientali relativamente al minor consumo di carburante e quindi alle emissioni nocive per il pianeta.

This thesis is developed in partnership with Aston Martin Lagonda and Imperial College London. His main purpose is to build a high-performance hybrid electric vehicle model for simulation purposes and study advanced energy management strategies for both race and homologation performances. At the present time it is expected that the importance of the software will be such that it can optimize the integration between electric and thermal motors and be able to drive the vehicle completely autonomously in all conditions, according to the most important purposes of always increasing performances and at the same time reducing as much as possible the emissions. All these considerations become increasingly important and difficult to combine when it comes to high-performance electric hybrid vehicles, since on the one hand you have to consider the enormous weight of performance that must be extreme and to the continuous search for the record over competitors and on the other hand consumption intended as a focus on environmental impact and fuel economy for the customer. These considerations seem to be at odds with each other, but with an appropriate integration strategy will ensure a new generation of high-end vehicles that are significantly better performing than in the past, passed in all respects. The considerations presented above are most necessary than ever to understand the complex panorama in which car manufacturers currently are. While hybrid vehicles were destined for mass production at the beginning of their production due to the issues just listed, environmental impact, in recent years manufacturers of high-performance supercars and hypercars have also begun to hybrid models on the market. The main reasons for this choice are two: the first is the need to increase the power-to-weight ratio (specific power) as much as possible in order to be able to be lendly and technologically better than the competition (currently it has been vehicles with powers greater than 1000 hp thanks to the introduction of electric propulsion. The second is the need for all carmakers to lower the quotas of C02 total of their fleet to avoid paying fines, if in fact initially this problem was not a priority for such manufacturers now begins to be a goal to be achieved in order not to run into financial problems. It is important to consider in this first phase of analysis how the achievement of the power density share of 200 hp/liter must necessarily pass through the union of a traditional thermal and an electric powertrain. This consideration, however, opens up more complex scenarios when we talk about the total weight of the vehicle, in fact if on the one hand you can achieve the ambitious goal for which it concerns the power density on the other it goes to worsen the appearance related to the weight CO2 emissions and dynamic vehicle performances. The aim of the thesis will therefore be to present the benefits of electrifying a high-performance vehicle both from the point of view of the performance aspects, which characterizes the definition of a sports vehicle itself, as well as in terms of It concerns the environmental aspect related to lower fuel consumption and therefore harmful emissions to the planet.