TRATTRICI AGRICOLE SMART & CLEAN
Massimo Martelli
EVENTO FINALE – 18.01.2022
@ Tecnopolo di Reggio Emilia
Partner di progetto
Laboratori di ricerca accreditati
Partner industriali
Obiettivo
Definire, prototipare e testare architetture ibride
elettriche energeticamente efficienti per trattrici agricole di media potenza.
www.tascproject.eu/
Taglia di riferimento New Holland T7.270:
192 kW (boosted), trasmissione CVT
Metodologia
• Approccio integrato multi-dominio: trasmissione di potenza + dinamica del veicolo
• Sistemi di potenza: locomozione + sistema idraulico
• Sviluppo di una piattaforma di simulazione numerica ➔ Virtual prototyping
• Scomposizione in sotto-sistemi
• Campagne estese di esperimenti virtuali, con cicli di lavoro rilevanti
• Eliminazione del trial and error
• Indirizzamento della successiva prototipazione fisica
• Sinergia con campagne sperimentali (ove disponibili)
• Input per simulazione rilevati sperimentalmente
• Sperimentazione su soluzioni sviluppate in simulazione
Scomposizione in sotto-sistemi
Scomposizione in sotto-sistemi
1a
1b
2a
2b 2c
3
1. Dinamica del veicolo
a) Ruote anteriori e posteriori b) Zavorra anteriore
2. Sistema idraulico a) Sterzatura b) Attuazione c) Controllo
3. Trasmissione (locomozione)
Il laboratorio CNR-STEMS
Istituto per le Macchine Agricole e Movimento Terra
(Ferrara, Torino)Sede di Ferrara
Istituto di Scienze e Tecnologie per l'Energia e la Mobilità Sostenibili
(Napoli, Ferrara, Torino)
Il laboratorio CNR-STEMS
• Oleodinamica
• Meccatronica
• Elettronica
• Vibro-Acustica
• Agricoltura Sostenibile
• Turbomacchine
• Materiali
• Prestazioni e Sicurezza
• Normazione e Certificazione
• Decarbonizzazione e Transizione Energetica
• Soluzioni per la Mobilità Sostenibile
• Sviluppo di Tecnologie Sostenibili ed Economia Circolare
• Transizione Digitale nei Settori Energia, Trasporto e Agricoltura
• Propulsione Sostenibile per il Trasporto, l’Off-Road e le Macchine Operatrici
• Processi Catalitici Innovativi e Materiali Avanzati
• Sicurezza di Processi, Impianti e Macchine
• Procedure per lo Sviluppo di Normative e Nuove Strategie di Certificazione
Il laboratorio CNR-STEMS (FE) – Sperimentazione
Il laboratorio CNR-STEMS (FE) – Simulazione
Il laboratorio CNR-STEMS – Sperimentazione
HYBRID ENERGY STORAGE SYSTEM
DC
Super Capacitors
AC DC
Dynamic Brake Bench
~M
Transmission Gear
Zebra Battery Pack DC
ASYNCHRONOUS ELECTIC DRIVE
DC LINK
DATA ACQUISITION, MONITORING AND SUPERVISOR SYSTEM
CAN COMMUNICATION
BUS
Trasmissione (sottosistema di locomozione)
Architettura power-split i. Input coupled
ii. Output coupled / compound
Gruppo IVU a) Idrostatico b) Elettrico
CVT con cambio a 4 marce, sincronizzato
Modello di simulazione – Top level
Catena cinematica e controllo
DIESEL
IVU
TRASMISSIONE
Velocità di uscita (Ruote)
Comando velocità Diesel
Comando Unità 1
Comando Unità 2
Unità idraulica:
Assetto unità volumetrica Unità elettrica:
• Velocità
• Coppia Sorgente di potenza
Modello di simulazione – Motore diesel
Prestazione
Consumi
Modello di simulazione – IVU
Modello di simulazione – Trasmissione meccanica
Cicli di lavoro
Velocità del motore diesel
Consumo di carburante – Trasmissione elettrificata
Ciclo Input coupled Output coupled
Plough 100% -2.77 % -2.60 %
Plough 60% -3.14 % -6,26 %
Cultivator 100% -2.04 % -1.86 %
Cultivator 60% -1.11 % -1.18 %
Differenza rispetto alla corrispondente configurazione idromeccanica
