Simulazione termofluidodinamica di un motore elettrico raffreddato ad olio = Thermal–fluid dynamic simulation of an oil-cooled e-Motor

La tesi affronta il tema della modellazione e simulazione termofluidodinamica di un motore elettrico. Nell’industria automotive si è continuamente alla ricerca di nuovi sistemi o metodologie atte a migliorare le prestazioni, diminuire l’ingombro o il peso, oppure abbassare il costo a parità degli altri fattori; questa ricerca interessa, fra la moltitudine di componenti, anche la progettazione dei motori elettrici. Lo scopo della tesi è quindi quello di creare una metodologia atta alla simulazione del raffreddamento a olio di un motore elettrico, attraverso la fluidodinamica computazionale (CFD). Dopo aver introdotto i fondamenti teorici, viene formulato un modello fisico matematico al fine di ottenere dalle simulazioni CFD, attraverso il software Simcenter STAR-CCM+ della Siemens, dei risultati concreti. La parte centrale del lavoro è dedicata all’applicazione della metodologia ad un motore elettrico progettato inizialmente per un raffreddamento ad acqua dall’azienda HPE GROUP e allo studio dei risultati ottenuti al fine di proporre miglioramenti. La stessa metodologia viene successivamente applicata a uno studio di ottimizzazione del circuito ad olio in un diverso motore elettrico. Il modello CFD sviluppato ha mostrato che il raffreddamento a olio risulta promettente in termini di efficienza, ma richiede valutazioni di fattibilità e costi. Le zone critiche di surriscaldamento differiscono dai sistemi originali raffreddati ad acqua e i risultati indicano che una distribuzione continua dell’olio, supportata da un circuito ottimizzato, garantisce prestazioni superiori rispetto ai soli getti localizzati.