Definire e caratterizzare i requisiti di un azionamento su una moto elettrica sportiva di potenza media 10 kW (13,4 CV)

In this work, we wanted to define and characterize the Drive requirements on an electric sport motorcycle of average power 10 kW. As seen along our project, for Electric Drives applied on an Electric-powered motorcycle, regardless of the type of motorcycle, we mean a set of electric machines composed of a main battery pack; an auxiliary battery, an inverter if you decide to use a servo drive that requires an alternate power supply or a dc / dc converter, in this case you decide to use a DC servo drive; a second dc / dc converter of the buck type for supplying the auxiliary circuit; a servo drive which could be a direct current electric motor with an alternating current motor, a transmission which transmits the rotational movement to the driving wheel (s); a controller that regulates the power flow with an electric motor via the inverter or the dc / dc converter and governs the vehicle and a set of sectioning and protection devices of the Drive chain. It ensures that the electric motor requires a continuous or alternating supply and the desired characteristics in the controller, a certain type of control is implemented to obtain the desired performance. In percolare in our project, the Drive is defined by a complex consisting of a main battery pack for supplying the system with a voltage greater than 12V; an auxiliary battery to supply the system with a voltage lower than 12V; a dc / dc converter for charging the auxiliary battery; an inveter; an anisotropic brushless ac servo drive; a controller and a direct chain type transmission. The desired performance of our drive system is: high dynamic performance; robustness; high torque even at zero speed to guarantee good starting and restart from standstill; high forward speed; high torque / speed ratio; high reliability; less weight; low operating cost; high power to weight ratio; high efficiency; modularity and simplicity of installation and possibility of implementing regenerative braking. To guarantee these requirements, each element was chosen after careful analysis. For the batteries, lithium polymer cells have been chosen for their excellent performance compared to high electrochemical batteries such as high efficiency, lower weight, low long-term cost, very high number of cycles or long useful life, stable and compact, high power specific, high specific energy and chemical composition very stable and insensitive to movements.

In questo lavoro, si è voluto definire e caratterizzare i requisì di Azionamento su una motocicletta sportiva elettrica di potenza media 10 kW. Come visto lungo il nostro progetto, per Azionamenti Elettrici applicato su un motociclo a trazione Elettrica, indipendentemente dal tipo di motociclo, si intende un complesso di macchine elettrici composto da un pacco batteria principale; una batteria ausiliaria, un inverter nel caso in qui si decida di utilizzare un servo azionamento che richieda un’alimentazioni alternata o un convertitore dc/dc nel caso in qui si decida di utilizzare un servo azionamento in corrente continua; un secondo convertitore dc/dc di tipo buck per l’alimentazione del circuito ausiliario; un servo azionamento che potrebbe essere un motore elettrico a corrente continua a un motore a corrente alternata, una trasmissione che trasmette il movimento di rotazione alla/e ruota/e motrici; un controllore che via l’inverter o il convertitore dc/dc regola il flusso di potenza a motore elettrico e governa il veicolo ed un insieme di dispositivi di sezionamento e di protezione della catena di Azionamento. Asseconda che il motore elettrico richieda un’alimentazione continua o alternata e delle caratteristiche desiderate nel controllore viene implementato un determinato tipo di controllo per ottenere le prestazioni desiderate. In percolare nel nostro progetto, l’Azionamento è definito da un complesso composto da un pacco batterie principale per l’alimentazione del sistema a tensione maggiore di 12V; una batteria ausiliaria per l’alimentazione del sistema a tensione minore di 12V; un convertitore dc/dc per la carica della batteria ausiliaria; un inveter; un servo azionamento di tipo ac brushless anisotropo; un controllore ed una trasmissione di tipo a catena diretta. Le prestazioni desiderate dal nostro sistema di azionamento sono: alte prestazioni dinamiche; robustezza; alta coppia anche a velocità nulla per garantire buon avviamento e ripartenze da fermo; alta velocità di avanzamento; alto rapporto coppia/velocità; alta affidabilità; minore peso; basso costo operativo; alto rapporto potenza/peso; alta efficienza; modularità e semplicità di installazione e possibilità di attuare la frenatura rigenerativa. Per garantire tali requisiti, ogni elemento è stato scelto dopo un’attenta analisi. Par le batterie, sono state scelte delle celle al litio polimeri per le loro ottime prestazioni rispetto alle alte batterie elettrochimiche quali alta efficienza, minore peso, basso costo a lungo termine, altissimo numero di cicli ovvero lunga vita utile, stabile e compatto, alta potenza specifica, alta energia specifica e composizione chimica molto stabile e insensibile ai movimenti.