Sviluppo di un sistema di propulsione ibrido per applicazione motociclistica

L'attività  di ricerca parte da un benchmarking delle soluzioni già  proposte da altri costruttori, realizzate concretamente o meno. Queste soluzioni sono state raggruppate per tipologia di architettura in quanto costruttori diversi hanno proposto soluzioni simili. Raggruppate tutte le soluzioni si ਠfatta una lista di caratteristiche e prestazioni che si reputano utili per un powertrain ibrido e ad ognuna ਠdato attribuito un voto da 0 a 3 per ogni soluzione. A valle di questa analisi risulta vincente la soluzione EVT. Il layout consiste nell'accoppiare il motore termico, di piccola cilindrata, con un motore elettrico e un generatore attraverso un dispositivo meccanico che chiameremo come †œSplitter†�. Pi๠precisamente questo dispositivo viene chiamato †œPower Split Device†�, ਠun meccanismo a pi๠gradi di libertà  composto da un rotismo epicicloidale nel quale il porta satelliti ਠsolidale all'albero motore del motore termico, la ruota esterna planetaria ਠsolidale al motore elettrico (a valle di una eventuale riduzione di velocità ) a sua volta collegata alla ruota motrice a meno di un ulteriore salto di velocità , e infine alla ruota solare ਠcollegato il generatore. Quindi a seconda di come si fanno lavorare i tre motori si possono verificare diverse modalità  di utilizzo: marcia elettrica, marcia ibrida, marcia completa a combustione. Siccome le due macchine elettriche possono lavorare sia come motore sia come generatore significa che il motore elettrico, M, puಠprodurre energia elettrica per ricaricare le batterie durante le fasi di frenata, e allo stesso modo il generatore, G, puಠpartecipare all'accelerazione in fasi in cui sono richieste prestazioni molto sopra la media oppure accelerando per brevi istanti puಠfungere anche da motore di avviamento per il motore termico. Il Power Split Device ha, per ragioni cinematiche, un comportamento †œa leva†� fra le velocità  delle tre macchine. Lo schema a leva rappresenta in modo semplice cosa succede e come si possono controllare le macchine in ogni momento, a seconda della velocità  di percorrenza infatti si fissa già  la velocità  di rotazione del motore elettrico M, dopo di che in funzione dello State Of Charge (SOC) della batteria, quindi dell'esigenza di ricaricare, si conosce la velocità  di rotazione del generatore e quindi di conseguenza, individuata la retta fra i due punti, si puಠsapere la velocità  del motore termico. Naturalmente non si ha totale libertà  di azione perchà© la velocità  massima del motore elettrico e del generatore ਠlimitata dalle sue prestazioni meccaniche e quindi anche dal tipo di macchina scelto. La strategia di controllo e i rapporti di trasmissione del rotismo epicicloidale devono essere scelti in modo tale da far lavorare il motore termico solo nelle fasi strettamente necessarie e nei regimi di miglior efficienza per ridurre il pi๠possibile i consumi e quindi l'emissione di CO2. Per quanto riguarda la strategia di controllo quindi si ਠpartiti col definire un †œTorque Demand†� (Td), ovvero si cerca di interpretare la volontà  di accelerare del pilota in base ad una mappa acceleratore come richiesta di coppia e questa viene colmata quanto possibile con coppia motrice elettrica. Man mano che la batteria si scarica allora inizialmente il motore termico inizierà  a fornire la sola coppia necessaria per far si che il generatore ricarichi la batteria, poi anche partecipare alla trazione qualora il SOC fosse tale da non poter fornire energia elettrica al motore elettrico. Questo primo approccio di controllo non tiene conto dei punti di efficienza del motore termico, per semplificare il problema come primo tentativo, ma mira a ridurre l'erogazione di coppia da fonte termica intesa in ogni senso, sia quindi per trazione sia quindi per ricarica.