Electric powertrain development for motostudent competition

The work of thesis analyzes how to design an electric power unit for a motorcycle application. The vehicle described has its design based on the rules and regulation of the competition Motostudent, for which it is conceived. This Power Unit is based on an imposed electric motor. The main goal is to reach the maximum performance of the vehicle for what concerning speed and lightness. Starting from real acquisition data of an I.C.E motorcycle, is defined the track of the race and the speed target. At first has been conducted an energy consumption analysis to dimension the battery pack. After that vehicle target speed and GPS coordinates of the track, has been used as input of a Simulink Model able to simulate the entire race of the vehicle. This block diagram contains the battery, motor, inverter, vehicle models. In this way it was possible to simulate the behavior of all the organs previously mentioned during the race and create control logics to safeguard the mechanical organs and be able to complete the race in all conditions. In addition to this work was introduced new performance-oriented way of thinking the regeneration of the power in a motorcycle race. In conclusion the overall layout of the bike has never been lost, and a first geometric layout of the vehicle has been assumed in accordance with the designed power unit, and the previous experience in the field. At last step of our work, and first step of the guys are taking this work of thesis as guideline to realize the prototype we performed a thermal analysis of inverter plate to improve its performance and use it on the real vehicle.

Il lavoro di tesi analizza come progettare un'unità di potenza elettrica per un'applicazione motociclistica. Il veicolo descritto ha un design basato sulle regole e sul regolamento della competizione Motostudent, per il quale è concepito. Questa unità di potenza si basa su un motore elettrico imposto. L'obiettivo principale è raggiungere le massime prestazioni del veicolo per quanto riguarda velocità e leggerezza. A partire dai dati di acquisizione reali di una motocicletta I.C.E, viene definita la pista di gara e l'obiettivo di velocità. Inizialmente è stata condotta un'analisi del consumo di energia per dimensionare il pacco batteria. Dopo che la velocità target del veicolo e le coordinate GPS della traccia, sono state utilizzate come input di un modello Simulink in grado di simulare l'intera gara del veicolo. Questo schema a blocchi contiene la batteria, il motore, l'inverter, il modello longitudinale del veicolo. In questo modo è stato possibile simulare il comportamento di tutti gli organi precedentemente menzionati durante la gara e creare logiche di controllo per salvaguardare gli organi meccanici ed essere in grado di completare la gara in tutte le condizioni. Oltre a questo lavoro è stato introdotto un nuovo modo di pensare orientato alle prestazioni per rigenerare la potenza in una gara motociclistica. In conclusione, il layout generale della motocicletta non è mai stata persa e una prima disposizione geometrica del veicolo è stata assunta in base all'unità di potenza progettata e alla precedente esperienza sul campo. All'ultimo passo del nostro lavoro, e il primo passo dei ragazzi sta prendendo questo lavoro di tesi come linea guida per realizzare il prototipo, abbiamo eseguito un'analisi termica della piastra dell'inverter per migliorare le sue prestazioni e usarlo sul veicolo reale.