Simulazione numerica del comportamento termomeccanico e prestazionale di un propulsore elettrico a due velocità per applicazioni off-road

A partire dagli anni ‘70 del XX secolo è iniziato un incremento di attenzione nei confronti dei veicoli elettrici, sulla spinta di fattori socio-economici come la crisi petrolifera degli anni ‘70 e gli effetti su persone ed ambiente. Per ridurre l’inquinamento globale, dovuto per lo più alle emissioni di CO2, una delle soluzioni adottate riguarda la sostituzione dei veicoli equipaggiati con motori a combustione interna con i veicoli a propulsione elettrica. Grazie all’evoluzione dell’elettronica di potenza, della tecnologia delle batterie ed al potenziamento delle infrastrutture per la ricarica, si stima che in futuro l’utilizzo dei veicoli elettrici sarà sempre più ampio. I principali requisiti per un motore elettrico sono l’elevata affidabilità, elevata efficienza, costo ragionevole, un’alta densità di potenza e sovraccarico di coppia a basse velocità. I motori a magneti permanenti sono la tipologia di motori più diffusa, grazie alla loro alta efficienza ed alla elevata potenza specifica. Proprio perché l’efficienza è uno dei requisiti chiave per un motore elettrico, questa tesi mira all’incremento di efficienza dell’interno sistema di propulsione di un motore elettrico, descrivendo la soluzione adottata per raggiungere questo obiettivo. Tramite l’utilizzo di Motor-CAD, software agli elementi finiti, si analizzano le caratteristiche elettromagnetiche del motore sincrono a magneti permanenti, le prestazioni del motore durante un ciclo di lavoro e l’incremento di prestazioni dovute all’integrazione di un sistema di raffreddamento. Infine si studia la variazione, rispetto alla configurazione originale del motore a magneti permanenti, delle grandezze elettriche tramite l’utilizzo del software Matlab-Simulink.