Analisi, progettazione e collaudo dei sistemi di alimentazione, trazione e ricarica di un veicolo elettrico fuoristrada.

In a historical period in which electronic devices increasingly integrate into the automotive world, not only people transport vehicles but even working vehicles present a certain degree of technological innovation. The thesis proposal offered by Evitalia s.r.l. concerns the design of an off-road electric vehicle, in particular a Utility Task Vehicle (UTV). This type of vehicle allows to transport equipment and material thanks to the load compartment, and can also offer a number of seats for passengers, for example by arranging the passenger compartment for two, three or four seats. The architecture of the 360V traction system includes the product among vehicles operating at high voltage, consequently, the solutions adopted for safety are fundamental as regards its use, maintenance and future sale. The first introdution chapter gives a general description of the considered vehicle, motivating its production according to the specific market analysis. The second chapter gives a summary of the main technologies used nowadays for the lithium-ion battery production and the various technical parameters of reference. After a brief discussion about the cells management system, the high-voltage battery used in the vehicle is discussed. The third chapter deals with the powertrain selected for the construction of the vehicle. In addition to the main characteristics of the drivetrain, the resolver sensor necessary for the management and an example of control algorithm are discussed. Before listing the various tests carried out on the bench and on the vehicle, the traction analysis carried out for component selection has been described. The fourth chapter talks about electrical and electronic components for the electrical energy distribution. The fifth chapter defines the electrical connections between the devices, which are divided into power and communication connections. The latter are managed via CAN bus. This communication protocol is ideal for data exchange on board the vehicle. In addition to the description of the electronic components, the chapter provides the distinction between the high voltage wiring diagram, used for traction, and the low voltage wiring diagram, dedicated to the auxiliary power supply of the devices and to the communication. The sixth chapter lists the reference standards for the various electrical systems.

In un periodo storico in cui i dispositivi elettronici aumentano sempre più la loro integrazione nel mondo automotive, non solo i veicoli per il trasporto di persone ma anche i veicoli di lavoro presentano un certo grado di innovazione tecnologica. La proposta di tesi offerta da Evitalia s.r.l. riguarda il progetto di un veicolo elettrico fuoristrada, in particolare di un Utility Task Vehicle (UTV). Questa tipologia di vetture permette di trasportare attrezzatura e materiale grazie al vano di carico, inoltre può offrire diverse sedute per i passeggeri, ad esempio predisponendo l’abitacolo per due, tre o quattro posti. L’architettura del sistema di trazione a 360V include il prodotto tra i veicoli operanti in alta tensione, di conseguenza le soluzioni adottate per la sicurezza risultano fondamentali per quanto concerne il suo utilizzo, manutenzione e futura vendita. Il primo capitolo di introduzione riporta una descrizione generale del veicolo trattato, motivando la scelta di produzione in seguito alla specifica analisi di mercato. Il secondo capitolo riporta un riassunto delle principali tecnologie utilizzate oggigiorno per la produzione di batterie agli ioni di litio e i vari parametri tecnici di riferimento. Dopo una breve discussione sul sistema di gestione delle celle, viene trattata la batteria ad alta tensione utilizzata nel veicolo. Il terzo capitolo si occupa del powertrain selezionato per la realizzazione del veicolo. Oltre alle caratteristiche principali dell'azionamento vengono discussi il sensore resolver necessario alla gestione e un esempio di algoritmo di controllo. Prima di elencare i vari test effettuati a banco e sul veicolo è stata descritta l'analisi di trazione effettuata per la scelta del componente. Il quarto capitolo parla dei componenti elettrici ed elettronici per la distribuzione di energia elettrica. Il quinto capitolo definisce i collegamenti elettrici tra i dispositivi, i quali si suddividono in collegamenti di potenza e di comunicazione. Questi ultimi sono gestiti tramite CAN bus. Questo protocollo di comunicazione risulta ideale per lo scambio di dati a bordo del veicolo. Oltre alla descrizione dei componenti elettronici, il capitolo riporta la distinzione tra lo schema elettrico di alta tensione, adibito alla trazione, e quello di bassa tensione, dedicato all’alimentazione ausiliaria dei dispositivi e alla comunicazione. Il sesto capitolo elenca le normative di riferimento per i vari sistemi elettrici.