Nuovi strumenti per il collaudo e la modellazione dei veicoli elettrici

Per facilitare la transizione dal convenzionale motore a combustione interna (MCI) ai veicoli elettrici (VE), le prestazioni del veicolo devono essere migliorate, e il costo della tecnologia e il tempo di sviluppo devono essere ridotti della metà. Gli strumenti e i metodi avanzati sviluppati da un progetto dell’UE hanno posto le basi per uno sviluppo e un miglioramento rapidi degli attuali concetti relativi ai VE.

Energia

Attualmente, vi sono numerosi limiti nella progettazione e nello sviluppo dei VE. I modelli per la simulazione dei componenti elettrici mancano di accuratezza e l’interazione tra i vari componenti non è ben nota. Manca anche l’ottimizzazione nel mondo reale, e specifiche situazioni di guida e di stress non vengono prese in considerazione. Tutto questo porta a delle trasmissioni elettriche sotto ottimizzate. Inoltre, le procedure di collaudo sono ottimizzate per il motore MCI e gli sforzi per adattarle alle esigenze dei VE non sono ancora adeguati. Il progetto ASTERICS(si apre in una nuova finestra) (Ageing and efficiency simulation & testing under real world conditions for innovative electric vehicle components and systems) è stato iniziato per affrontare queste sfide mediante l’adozione di un approccio sistematico ed esauriente per la progettazione, lo sviluppo e le fasi di collaudo delle trasmissioni elettriche. Il concetto di ASTERICS si basa su quattro elementi fondamentali. Per prima cosa, i ricercatori hanno definito una serie di profili di utilizzo del ciclo di guida nel mondo reale sulla base di uso effettivo dei VE, richieste dei clienti e dati relativi alla flotta. Queste informazioni sono servite per identificare e specificare condizioni rappresentative di funzionamento, requisiti e limiti delle prestazioni per i componenti dei VE, in aggiunta a scenari di stress, casi di utilizzo e criteri di valutazione. In una seconda fase, il team ha sviluppato delle procedure avanzate di collaudo che automaticamente popolano i modelli di simulazione per batteria, inverter e motore elettrico. Capaci di simulare il mondo reale dei componenti della trasmissione con la necessaria accuratezza e velocità di calcolo, questi modelli possono essere usati in tutte le fasi del processo di sviluppo nelle tecniche di verifica MIL (model-in-the-loop), SIL (software-in-the-loop) e HIL (hardware-in-the-loop) oltre che in altri ambienti di collaudo. I ricercatori si sono quindi occupati dell’ottimizzazione completa del sistema integrando i modelli ad alta fedeltà del sottosistema attraverso componenti e interfacce. Questo consente simulazione, calibrazione e ottimizzazione accurate dell’intera trasmissione in termini di prestazioni del veicolo ed efficienza energetica. Si supporta così anche la verifica basata su cicli di guida nel mondo reale nelle prime fasi del processo di sviluppo. Ci si aspetta che le tecnologie sviluppate giochino un ruolo fondamentale nell’ottimizzazione delle strategie di dimensionamento energetico e di gestione dell’energia nelle primissime fasi di progettazione. L’obbiettivo è un aumento di efficienza e prestazioni per i VE pari almeno al 20 %. Gli strumenti dovrebbero anche permettere una riduzione del 50 % del tempo complessivo di sviluppo e collaudo per i VE e per i loro componenti.