Sistemi per la gestione di potenza e trazione in un veicolo elettrico

Questo documento esplora alcune delle tecnologie relative ai sistemi impiegati nella gestione della potenza e della trazione nei veicoli elettrici. Il lavoro si divide in cinque capitoli principali. Il primo capitolo introduce brevemente ai benefici ambientali dei veicoli elettrici e ibridi e discute le diverse tipologie presenti sul mercato: Mild Hybrid, Full Hybrid, Plug-in Hybrid e completamente elettrici. Nel secondo capitolo vengono analizzate le batterie e i sistemi di gestione delle batterie (BMS). Si descrive la struttura di una batteria e si approfondiscono le funzioni del BMS, inclusi la misura della tensione, della corrente, lo stato di carica, il controllo della temperatura, il bilanciamento e alcuni aspetti legati alla sicurezza. Il terzo capitolo è dedicato ai motori elettrici, con particolare attenzione ai motori a magneti permanenti. Si discutono due tecnologie: i motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) e i motori a corrente continua senza spazzole (BLDC), con maggiore attenzione sugli ultimi. Nel quarto capitolo si affrontano le tecniche di controllo e azionamento di un motore BLDC. Vengono presentate alcune metodologie per il controllo della posizione del rotore tramite sensori di posizione e tecniche sensorless. Si analizzano inoltre le tecniche di azionamento come la singola commutazione, il controllo PWM e il controllo vettoriale, in particolare il FOC (Field Oriented Control). Il quinto capitolo esamina il controllo di trazione, descrivendo le caratteristiche di contatto tra ruota e terreno e la dinamica di un veicolo elettrico. Si discute la stima della coppia di carico e si presentano i risultati di alcune simulazioni effettuate in letteratura.