TESI DI LAUREA

Studio di massima di un sistema di generazione,

avviamento e recupero energetico destinato a

vetture sportive

CANDIDATO RELATORE:Michele Palucci Prof. Ing. Luca Piancastelli

CORRELATORE Dott. Ing. Leonardo Frizziero

Anno Accademico 2009/10 Sessione I

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PremessaProblematiche dell’attuale economia basate sul petrolio:

Aumento dell’inquinamento

Riscaldamento globale

Variabilità dei costi dell’energia

Obiettivo: Progettare un veicolo sportivo ibrido con

l’aggiunta di un particolare dispositivo, il KERS.

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Generalità sulla trazione ibrida

Sistemi di propulsione di diversa natura

riduzione dei consumi

Vantaggi:

migliori prestazioni

Condizioni ottimizzate del motore termico

Trazione ibrida di maggior successo:

Combinazione di un motore termico e un motore elettrico

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Soluzione di Partenza

4

Motori utilizzati

Motore Ferrari 458 Italia Caratteristiche tecniche

5

Motori utilizzati

Motore Hacker A200 Caratteristiche tecniche

6

3 motori elettrici disposti in serie in grado di erogare una potenza di 45 kW.

Studio iniziale

A partire da questo schema si è progettato il riduttore

epicicloidale:

Potenza massima: 45 kW a 8000 giri/min

Il motore è collegato al

solare del riduttore

epicicloidale mediante un

rotismo ordinario

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Riduttore epicicloidale

Rotismo ordinario

Prima Coppia di ingranaggio

192 mm

381,0806 N

In uscita dal motore elettrico

abbiamo l’albero che ruota a

8000 giri al minuto con una

potenza di 45 kW.

Mediante questi dati si è

effettuato lo studio

dell’accoppiamento tra le

ruote utilizzando il

software Solid Edge V18

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Calcolo del riduttoreIl rapporto di trasmissione del portatreno rispetto al solare:

Riportando la formula di Willis:

Riscrivendola:

Dato che ω3 = 0, si ottiene:

Dati noti:

n1 = 28571 giri/min

n5 = 8000 giri/min

R1 = 87 mm

modulo = 19

Calcolo del riduttore

Andando a sostituire:

Dalla geometria del riduttore si ha:

Dalla quale si ricava:

Data la relazione delle ruote dentate:

Si è determinato il numeri dei denti delle rispettive ruote dentate:

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Seconda Coppia di ingranaggio

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250 mm571.6209 N

In uscita dal riduttore epicicloidale

si ha il portasatellite che ruota a

8000 giri al minuto con una

potenza di 45 kW.

Mediante questi dati si è effettuato

lo studio dell’accoppiamento tra le

ruote dentate utilizzando il software

Solid Edge V18

Sistema recupero energia: KERS

Recupero dell’energia termica in fase di

Frenata Decelerazione

Viene trasformata in energia meccanica

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Sistema recupero energia: KERS

Il dispositivo elettrico è costituito dalsupercondensatore e da un motoreelettrico collegati direttamenteall’albero motore. In fase di frenatal’inverter del motore elettrico mette imotori in modalità di generatore percaricare il supercondensatore conl’energia cinetica sviluppata infrenata dall’albero cambio, mentre infase di accelerazione gli inverter siposizionano in modalità alimentatorein modo che il supercondensatorealimenti direttamente il motoreelettrico che farà girare piùvelocemente l’albero del cambio.

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BatteriaAutonomia Prestazioni del veicolo

Sistemi di accumulo dell’energia

Accumulatori elettrochimico Accumulatori elettrostatico

- Peso e volume contenuti

Requisiti per un buon accumulatore - Grande capacità di immagazzinamento

- Elevata potenza di picco

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Conclusioniminori consumi

Raggiungimento dell’obiettivo:

minor inquinamento

Svantaggi

costo superiore alla media

Vantaggi

Si eliminano alcuni componenti in quanto l’alternatore e il motorino di avviamento diventano un componente unico;

Il generatore funziona anche come KERS

Il sistema è molto compatto e la componente generatore/motore gira molto velocemente permettendo di ridurre le masse della parte elettrica.

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE