Il materiale didattico preparato dal docente è in lingua inglese.
Le lezioni sono tenute in italiano.
Possibilità di effettuare lezioni in inglese sulla base delle esigenze degli studenti presenti al corso.
Contenuto del corso
Aspetti generali legati ai veicoli stradali e all’impatto ambientale
Descrizione delle architetture tipiche dei veicoli elettrici ed ibridi elettrici.
Componenti dei veicoli elettrici:
- Sistemi batteria e altri accumulatori di energia
- Convertitori di Potenza
- Motori e sistemi di trazione
Integrazione dei componenti nel veicolo
- cenni ai sistemi di controllo
- frenatura rigenerativa
Esercitazioni di modellazione e simulazione di sistemi veicolo
Chris Mi
M. Abul Masru, Hybrid Electric Vehicles
Principles and Applications with Practical Perspectives
Second Edition
Materiale didattico in forma di slide preparato dal docente.
Durante il corso sarà indicata una selezione di articoli scientifici.
Obiettivi Formativi
Competenze acquisite:
ca3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni.
ca5: La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, conoscendone i limiti e le potenzialità; in particolare possono condurre esperimenti anche complessi, gestire ed impiegare strumentazione e software avanzati, con capacità di analisi adeguata.
ca10: Le capacità di operare efficacemente, individualmente e come componenti di un gruppo, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l’ingegneria meccanica.
ca15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole
Competenze trasversali:
CT1 Comunicazione tecnica in forma scritta (redazione di rapporti e redazioni individuali)
CT2 Lavoro in gruppo in modalità coordinata
CT3 Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4 Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
CT5 Comprensione di norme tecniche
CT6 Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)
CT8 Comunicazione attraverso presentazioni e sistemi Web
Prerequisiti
Competenze di base legate ai veicoli terrestri (caratteristiche costruttive e dinamica di marcia)
Conoscenza dei fondamenti dell’elettrotecnica e della meccatronica
Fondamenti di calcolo numerico – necessari per la modellazione e la simulazione del veicolo
Metodi Didattici
Lezioni frontali tenute dal docente, integrate da seminari didattici preparate in collaborazione con altri docenti e figure professionali.
Esercitazioni con strumenti di simulazione (prevalentemente Matlab/Simulink, possibile anche l’uso di Siemens AMESIM).
Cenni all’utilizzo di strumenti e componenti di laboratorio
Altre Informazioni
In considerazione delle peculiarità legate alla pandemia da COVID-2019, si raccomanda agli studenti la consultazione del regolamento didattico e la verifica periodica dei contenuti e degli ANNUNCI disposti nella pagina MOODLE del corso.
Le lezioni saranno videoregistrate e rese disponibili tramite MOODLE.
https://e-l.unifi.it/enrol/index.php?id=20929
Modalità di verifica apprendimento
Il superamento dell'esame è legato ad un colloquio orale tra docente e candidato. I risultati legati alle attività di esercitazione e laboratorio eventualmente svolte durante il corso non saranno considerate vincolanti in modo diretto per la valutazione, ma sarà necessario conoscere i contenuti delle esercitazioni proposte.
Durante il colloquio sarà anche discusso un tema scientifico a scelta del candidato, assegnato durante il periodo del corso stesso.
Programma del corso
- Aspetti generali legati ai veicoli elettrici stradali e all’impatto ambientale
-- Motivazioni per l'uso dei veicoli elettrici
-- Categorie di inquinanti e quantificazione (cenni)
-- Normative per la riduzione dell'impatto afferenti al settore Automotive
- Descrizione delle architetture tipiche dei veicoli elettrici ed ibridi elettrici
-- Sistemi di conversione, propulsione, trazione e loro combinazioni
-- Esempi applicativi
- Componenti:
-- Sistemi batteria e altri accumulatori di energia
--- Cenni a fenomeni elettrochimici
--- Principali tipi di celle
--- Organizzazione in sistemi e loro controllo
-- Convertitori di Potenza
--- Caratteristiche funzionali
--- Cenni ai semiconduttori di potenza
-- Motori e sistemi di trazione
--- Famiglie di motori: sincroni, asincroni, brushless-DC, brushed
--- Cenni agli azionamenti elettrici
--- Curve di coppia
- Integrazione dei componenti nel veicolo – cenni ai principali sistemi di controllo
-- Metodi di controllo del gruppo elettronica di potenza/motore
-- Frenatura rigenerativa
-- Cenni a sistemi di controllo avanzato
- Esercitazioni su modellazione e simulazione di veicoli elettrici e loro sottosistemi
-- Utilizzo di sistemi di modellazione "0D" (Matlab/Simulink, Modelica etc.)
-- Cicli di guida: rilievo di misure in ambito reale, analisi ed uso
-- Calcolo di prestazioni e consumi di veicoli e/o parti di essi
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
La creazione di veicoli elettrici è strettamente connessa alla riduzione dei consumi energetici e alla qualità dell'ambiente urbano e non. Le competenze acquisite nel corso sono pertanto funzionali ai seguenti obiettivi:
Obiettivo 7: Assicurare a tutti l’accesso a sistemi di energia economici, affidabili, sostenibili e moderni
Obiettivo 11: Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, duraturi e sostenibili
Obiettivo 12: Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo