PRESENTAZIONE

L'insegnamento introduce i discenti alle problematiche ed ai meccanismi di base della propulsione di veicoli con motore endotermico, veicoli ibridi e veicoli elettrici. In particolare, saranno analizzate le differenti architetture propulsive, così come i principali componenti che costituiscono il powertrain.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire agli studenti gli strumenti per comprendere i meccanismi alla base della propulsione di veicoli con motore endotermico, veicoli ibridi e veicoli elettrici. In particolare, saranno analizzati i componenti utilizzati nelle differenti architetture. Le lezioni frontali saranno accompagnate da esercitazioni software svolte individualmente dagli studenti, durante le quali saranno implementati modelli simulativi riguardanti alcuni degli argomenti trattati nelle lezioni teoriche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Alla fine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di:

• Comprendere le problematiche relative alle emissioni di gas serra e di inquinanti locali dei veicoli con motori endotermici.
• Analizzare le forze resistenti agenti su un veicolo.
• Valutare l’accoppiamento motore-carico e la necessità di utilizzare un riduttore meccanico.
• Comprendere il funzionamento base dei motori a combustione interna più diffusi: motore ad accensione comandate e motore Diesel.
• Valutare il rendimento ed il consumo di combustibile teorico ed in reali missioni stradali di veicoli a combustione interna.
• Comprendere la struttura ed i principi funzionamento delle principali architetture di veicoli ibridi: ibrido parallelo, ibrido serie/parallelo ed ibrido serie.
• Valutare e confrontare il rendimento delle differenti architetture ibride in condizioni ideali e reali.
• Comprendere il funzionamento dei veicoli con celle a combustibile e le differenti modalità di produzione dell’idrogeno.
• Analizzare le differenti tipologie di accumulo elettrochimico, confrontando i valori tipici dei loro parametri principali.
• Comprendere i differenti metodi di stima dello stato di carica degli accumulatori elettrochimici.
• Analizzare la struttura ed il funzionamento di un motore sincrono a magneti permanenti con particolare interesse per il funzionamento in “deflussaggio”.
• Analizzare lo schema di controllo ad orientamento di campo per motori sincroni a magneti permanenti.
• Analizzare i differenti controlli “sensorless” per motori sincroni a magneti permanenti.
• Comprendere il funzionamento delle principali topologie di convertitori DC-DC e DC-AC isolati, con particolare riferimento alla ricarica di veicoli elettrici.
• Realizzare un modello in ambiente MATLAB/Simulink per valutare il rendimento ed il consumo di differenti architetture ibride.
• Realizzare un modello in ambiente MATLAB/Simulink di un controllo ad orientamento di campo per un motore sincrono a magneti permanenti.
• Realizzare un modello in ambiente MATLAB/Simulink di un convertitore “Dual Active Bridge”.
• Implementare un controllo ad orientamento di campo su un azionamento reale tramite l’utilizzo della piattaforma dSpace.

PREREQUISITI

Conoscenza delle materie elettriche, in particolare relativamente agli azionamenti elettrici e all'elettronica di potenza.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali in aula con ausilio delle slide del corso.
Esercitazioni simulative individuali con l’utilizzo del simulatore MATLAB/Simulink.
Esercitazioni sperimentali di gruppo in aula hardware durante le quali verrà implementato un codice di controllo su un azionamento elettrico reale.
 

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente di Scuola per la disabilità all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. I contatti del docente e referente di Scuola per la disabilità sono disponibili al seguente link Comitato di Ateneo per l’inclusione delle studentesse e degli studenti con disabilità o con DSA | UniGe | Università di Genova

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Problematiche relative alle emissioni di gas serra e di inquinanti locali dei veicoli con motori endotermici.
• Forze resistenti agenti su un veicolo.
• Accoppiamento motore-carico e la necessità di utilizzare un riduttore meccanico.
• Funzionamento base dei motori a combustione interna più diffusi: motore ad accensione comandate e motore Diesel.
• Rendimento ed il consumo di combustibile teorico ed in reali missioni stradali di veicoli a combustione interna.
• Struttura ed i principi funzionamento delle principali architetture di veicoli ibridi: ibrido parallelo, ibrido serie/parallelo ed ibrido serie.
• Rendimento delle differenti architetture ibride in condizioni ideali e reali.
• Funzionamento dei veicoli con celle a combustibile e le differenti modalità di produzione dell’idrogeno.
• Tipologie di accumulo elettrochimico, confrontando i valori tipici dei loro parametri principali.
• Metodi di stima dello stato di carica degli accumulatori elettrochimici.
• Struttura e funzionamento di un motore sincrono a magneti permanenti con particolare interesse per il funzionamento in “deflussaggio”.
• Schema di controllo ad orientamento di campo per motori sincroni a magneti permanenti.
• Controlli “sensorless” per motori sincroni a magneti permanenti.
• Funzionamento delle principali topologie di convertitori DC-DC e DC-AC isolati, con particolare riferimento alla ricarica di veicoli elettrici.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Slide delle lezioni rese disponibili su Aulaweb e bibliografia fornita durante lo svolgimento dell'insegnamento.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Colloquio orale. 
Utilizzo del software MATLAB/Simulink durante il colloquio.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Il colloquio orale valuterà la capacità dell'allievo di affrontare problemi complessi come sintesi di competenze multidisciplinari acquisite in analogia a quanto potrebbe essere richiesto in ambito lavorativo.
La capacità di realizzare un modello simulativo in ambiente MATLAB/Simulink verrà valutata utilizzando direttamente il software al calcolatore durante il colloquio d'esame.
Durante le esercitazioni di gruppo in laboratorio sarà valutata la capacità di gestire le interazioni sociali con atteggiamento collaborativo e la capacità di sviluppare riflessione critica e pensiero strategico.