Shell Eco-Marathon® is a competition organized by the Royal Dutch Shell® company, gathering teams from major universities and research institutes worldwide. The aim of the competition is to build an energy efficient vehicle, which has to run a predetermined number of laps, along a urban circuit, consuming the least amount of energy. The Mechanical Engineering Department of Politecnico di Milano has competed in the prototype category since 2005; after reaching the technical development limit in the prototype category in 2011, the department decided to join the urban concept category. Differently from prototypes, this typology aims to build a vehicle presenting shapes and a general layout that is closer to a small city car. In this context it has been designed the vehicle Daphne, which is subject to continuous developments and improvements year after year. Many students are involved in this project, learning to deal with real life issues related to the implementation of theoretical concepts; each phase is characterized by their active participation, from the design to the realization of components, as well as the competition on track. The main subject of this thesis regarded the design of a simulator, based on Matlab® and Simulink® that was able to predict the car’s energy consumption; this had to cope with the reconstruction of each subsystem in the most accurate way, allowing to identify and modify the main factors that affect performances. The aim was not only to help the design process, but also to develop an energy efficient driving strategy to be applied during the race. The results of the numerical model have been compared to experimental data obtained on a test track and during the Shell Eco-marathon® race.

La Shell Eco-Marathon® è una competizione organizzata dalla compagnia Dutch Shell®, che coinvolge team delle migliori università e istituti di ricerca di tutto il mondo. L’obiettivo della competizione `e quello di progettare un veicolo ad alta efficienza energetica, dovendo affrontare un determinato numero di giri di un circuito urbano, realizzando il minor consumo di energia. Il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano partecipa dal 2005 nella categoria prototipe; dopo aver raggiunto il limite tecnico dello sviluppo del prototipo, dal 2011 gareggia nella categoria urban concept. A differenza del prototipo, questa categoria prevede la costruzione di un veicolo che presenti forme e sottosistemi applicabili anche sulle comuni autovetture; in questo contesto `e stato progettato il veicolo Daphne che, anno dopo anno, `e stato soggetto a continui sviluppi e innovazioni. Gli studenti coinvolti imparano ad affrontare problematiche legate alla gestione di un progetto complesso quale la costruzione di un veicolo da competizione. Ogni fase del progetto `e caratterizzata da un’attiva partecipazione da parte loro, dall’ideazione fino alla realizzazione dei componenti progettati, nonché, alla competizione in pista. L’oggetto principale di questo lavoro di tesi riguarda la costruzione di un simulatore, in ambiente Matlab® and Simulink®, capace di riprodurre il comportamento della vettura in termini di consumi. Ciò ha comportato la necessità di ricreare nella maniera più fedele possibile tutti i sottosistemi del veicolo, in modo da comprendere e modificare i fattori che maggiormente influenzano le prestazioni del veicolo. Lo scopo non `e stato solamente quello di predire le potenziali conseguenze di ciascuna soluzione adottata, ma anche quello di sviluppare una strategia di gara che fosse energeticamente efficiente e che potesse essere riprodotta sul tracciato. In questo lavoro sono inoltre descritti i test pratici svolti per diminuire il consumo del veicolo e migliorare l’affidabilità del software.

Efficiency estimation model for a Shell eco-marathon vehicle : development and validation

LOMANTO, FERDINANDO;FALCONIERI, SALVATORE ANDREA
2016/2017

Abstract

Shell Eco-Marathon® is a competition organized by the Royal Dutch Shell® company, gathering teams from major universities and research institutes worldwide. The aim of the competition is to build an energy efficient vehicle, which has to run a predetermined number of laps, along a urban circuit, consuming the least amount of energy. The Mechanical Engineering Department of Politecnico di Milano has competed in the prototype category since 2005; after reaching the technical development limit in the prototype category in 2011, the department decided to join the urban concept category. Differently from prototypes, this typology aims to build a vehicle presenting shapes and a general layout that is closer to a small city car. In this context it has been designed the vehicle Daphne, which is subject to continuous developments and improvements year after year. Many students are involved in this project, learning to deal with real life issues related to the implementation of theoretical concepts; each phase is characterized by their active participation, from the design to the realization of components, as well as the competition on track. The main subject of this thesis regarded the design of a simulator, based on Matlab® and Simulink® that was able to predict the car’s energy consumption; this had to cope with the reconstruction of each subsystem in the most accurate way, allowing to identify and modify the main factors that affect performances. The aim was not only to help the design process, but also to develop an energy efficient driving strategy to be applied during the race. The results of the numerical model have been compared to experimental data obtained on a test track and during the Shell Eco-marathon® race.
DELL'AGOSTINO, STEFANO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
27-lug-2017
2016/2017
La Shell Eco-Marathon® è una competizione organizzata dalla compagnia Dutch Shell®, che coinvolge team delle migliori università e istituti di ricerca di tutto il mondo. L’obiettivo della competizione `e quello di progettare un veicolo ad alta efficienza energetica, dovendo affrontare un determinato numero di giri di un circuito urbano, realizzando il minor consumo di energia. Il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano partecipa dal 2005 nella categoria prototipe; dopo aver raggiunto il limite tecnico dello sviluppo del prototipo, dal 2011 gareggia nella categoria urban concept. A differenza del prototipo, questa categoria prevede la costruzione di un veicolo che presenti forme e sottosistemi applicabili anche sulle comuni autovetture; in questo contesto `e stato progettato il veicolo Daphne che, anno dopo anno, `e stato soggetto a continui sviluppi e innovazioni. Gli studenti coinvolti imparano ad affrontare problematiche legate alla gestione di un progetto complesso quale la costruzione di un veicolo da competizione. Ogni fase del progetto `e caratterizzata da un’attiva partecipazione da parte loro, dall’ideazione fino alla realizzazione dei componenti progettati, nonché, alla competizione in pista. L’oggetto principale di questo lavoro di tesi riguarda la costruzione di un simulatore, in ambiente Matlab® and Simulink®, capace di riprodurre il comportamento della vettura in termini di consumi. Ciò ha comportato la necessità di ricreare nella maniera più fedele possibile tutti i sottosistemi del veicolo, in modo da comprendere e modificare i fattori che maggiormente influenzano le prestazioni del veicolo. Lo scopo non `e stato solamente quello di predire le potenziali conseguenze di ciascuna soluzione adottata, ma anche quello di sviluppare una strategia di gara che fosse energeticamente efficiente e che potesse essere riprodotta sul tracciato. In questo lavoro sono inoltre descritti i test pratici svolti per diminuire il consumo del veicolo e migliorare l’affidabilità del software.
Tesi di laurea Magistrale
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/135420