Gestore motori

Il gestore motore riceve in ingresso i dati elaborati dagli altri due blocchi e definisce le coppie che la macchina termica e la macchina elettrica devono fornire al sistema. Una volta eseguite le operazioni di calcolo della ripartizione delle coppie, il gestore motore invierà due segnali di riferimento ai sistemi di controllo dei due motori: invierà un riferimento di coppia all’inverter di pilotaggio della macchina elettrica e invierà un riferimento di apertura della valvola a farfalla al sistema di gestione del drive-by-wire. Le principali regole di controllo utilizzate dal gestore motori per determinare questa ripartizione di coppia sono:

1. se la coppia richiesta dal pilota è negativa (fase di rilascio dell’acceleratore o frenatura) la macchina elettrica viene fatta funzionare da generatore e recupera energia in batteria.

2. se la coppia richiesta e maggiore della massima coppia che il motore termico può fornire anche la macchina elettrica è chiamata a fornire coppia per la propulsione.

3. se la coppia richiesta è minore della massima coppia erogabile dal motore termico questo surplus di coppia è utilizzato per ricaricare le batterie.

4. si cerca di tenere sempre il SOC vicino ad un valore di riferimento che viene impostato dal pilota attraverso il selettore delle modalità operative.

Con queste logiche di gestione si raggiungono i risultati riportati nella figura 51 in cui si possono analizzare gli andamenti delle potenze e del SOC sul ciclo ECE0mod nella modalità ibrido normale.

Di seguito sono riportate delle considerazioni sul funzionamento del veicolo nelle tre parti più significative del ciclo ECE40mod:

0 10 20 30 40 50 V el oc ità [k m /h ] -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 P oten za [W ]

Confronto tra le potenze e il SOC nel cilco ECE40mod

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0.745 0.75 Tempo [s] SO C Potenza richiesta Potenza ICE PotenzaME A. accelerazione C. bilanciamento B. frenata

figura 51 Confronto tra l’andamento delle potenze e il SOC sul ciclo ECE40mod nella modalità ibrido normale

Prima parte del ciclo alle basse velocità e ai bassi carichi:

• il motore termico viene utilizzato per la trazione:

- nelle fasi di accelerazione ha la potenza necessaria per percorrere il ciclo

- non viene utilizzato il suo surplus di potenza per ricaricare le batterie in quanto in queste condizioni di lavoro il motore ha un basso rendimento

• il motore elettrico è utilizzato soltanto nelle fasi di frenata per recuperare energia in batteria

Seconda parte del ciclo alle medie velocità e ai medi carichi:

• il motore termico che viene utilizzato per la trazione e per ricaricare le batterie:

- nelle fasi di accelerazione fornisce la massima potenza disponibile

- il suo surplus di potenza viene utilizzato per ricaricare le batterie e riportare il SOC al valore di riferimento

• il motore elettrico è utilizzato nelle fasi di frenata per recupera energia in batteria, nelle fasi a velocità costante e parzialmente in accelerazione:

- nell’ultima fase di accelerazione partecipa con un contributo di circa 500W alla trazione

- a velocità costante funziona da generatore assorbendo circa 400W dalla potenza fornita dalla macchina termica e ricaricando le batterie

- nella fase di frenata funziona da generatore e assorbe energia da recuperare in batteria. Insieme al contributo del freno motore dell’ICE che in questa fase lavora in trascinato è in grado di fornire tutta la potenza necessaria alla frenata.

Terza parte del ciclo alle alte velocità e agli alti carichi:

• il motore termico lavora sempre a potenza elevata:

- nelle fasi di accelerazione fornisce sempre la massima potenza disponibile

- nelle fasi a velocità costante oltre a provvedere alla potenza necessaria per la trazione fornisce anche la potenza necessaria per ricaricare le batterie.

• il motore elettrico è utilizzato in modo consistente sia da motore che da generatore:

- nella fase di accelerazione fornisce un contributo importante alla trazione raggiungendo la sua massima potenza disponibile - a velocità costante funziona da generatore assorbendo circa 400W

dalla potenza fornita dalla macchina termica e ricaricando le batterie

- nella fase di frenata funziona da generatore e assorbe energia da recuperare in batteria. Insieme al contributo del freno motore

dell’ICE che in questa fase lavora in trascinato è in grado di fornire tutta la potenza necessaria alla frenata.

0 10 20 30 40 50 V el oc ità [k m /h ] -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 pot en za

Confronto tra le potenze e il SOC sul ciclo ECE40mod nella modalità "bassa carica"

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0.72 0.74 0.76 Tempo [s] SO C Potenza richiesta Potenza ICE Potenza ME C. Bilanciamento A. Accelerazione B. Frenata

figura 52 Confronto tra l’andamento delle potenze e il SOC sul ciclo ECE40mod nella modalità ibrido bassa carica

Nella figura 52 sono riportati gli andamenti delle potenze e del SOC sul ciclo ECE40mod della modalità operativa bassa carica. Anche i questo caso sono

di seguito riportate delle considerazioni sul funzionamento del veicolo nelle tre parti più significative del ciclo ECE40mod nella modalità bassa carica:

Prima parte del ciclo alle basse velocità e ai bassi carichi:

• il motore termico è poco utilizzato:

- nelle fasi di accelerazione contribuisce soltanto in minima parte alla trazione

- a velocità costante rimane al minimo e non contribuisce alla trazione

• il motore elettrico è molto utilizzato

- durante le accelerazioni è il primo ad intervenire e fornisce buona parte dell’energia richiesta

- durante la fase a velocità costante fornisce tutta l’energia necessaria alla propulsione

- nella fase di frenata funziona da generatore e assorbe energia da recuperare in batteria.

Seconda parte del ciclo alle medie velocità e ai medi carichi:

• il motore termico che viene utilizzato soltanto per la trazione: - partecipa alla fase di accelerazione

- a velocità costante fornisce soltanto una parte della potenza richiesta alla propulsione

• il motore elettrico è utilizzato nelle fasi di frenata per recupera energia in batteria, nelle fasi a velocità costante e in accelerazione: - nella fase di accelerazione partecipa con un contributo importante - a velocità costante fornisce una parte della potenza richiesta alla

propulsione circa 500W

- nella fase di frenata funziona da generatore e assorbe energia da recuperare in batteria. Insieme al contributo del freno motore dell’ICE che in questa fase lavora in trascinato è in grado di fornire tutta la potenza necessaria alla frenata.

Terza parte del ciclo alle alte velocità e agli alti carichi:

• il motore termico è utilizzato per la trazione:

- nelle fasi di accelerazione anche se aiutato dal motore elettrico arriva a fornire la massima potenza disponibile

- nelle fasi a velocità costante provvede da solo alla potenza necessaria per la trazione

• il motore elettrico è utilizzato sia da motore che da generatore: - nella fase di accelerazione fornisce un contributo importante alla

trazione raggiungendo la sua massima potenza disponibile - a velocità costante sopra la soglia dei 35km/h non è utilizzato

- nella fase di frenata funziona da generatore e assorbe energia da recuperare in batteria.

Con questa modalità di trazione partendo da batterie cariche al 95% si possono percorrere circa 30km.