Modelling of the powertrain of a full electric vehicle in Adams car

The automotive industry has always been a key sector for innovation and development of new global trends, i.e. the actual manufacturing methods are the consequence of different phases matured in the last century from this industry, from the introduction of mass-production to the global spread of lean production. Nowadays the automotive industry is facing new challenges and two important innovative trends are becoming real: the vehicle electrification and the autonomous driving. In both cases, the companies working in this sector need to update their knowledge and experience to be up to date with the market demand. This thesis, in collaboration with MSC Software Corporation, which is recognized as the leader of the automotive CAE industry, derives directly from this adaptation process. The main scope of the thesis is the modelling of the powertrain of a full electric vehicle in Adams Car, which is the MSC multi-body software for the analysis of vehicle dynamics. Starting from a clear page, the work done has been centred on obtaining a strong electric motor base model and a correct interaction with the rest of the vehicle in Adams Car. The electric motor has been modelled in Matlab®/Simulink based on the steady-state model of permanent magnet synchronous machines and it is then coupled to the vehicle model in Adams Car through co-simulation. The simulation results have underlined a correct functionality of the powertrain model and a great capability to adapt to different scenarios making it a perfect starting point for future developments or real case applications.

L'industria dell'automobile è sempre stata un settore chiave per l'innovazione e lo sviluppo di nuovi trend globali, per esempio gli attuali metodi manifatturieri derivano direttamente da uno sviluppo maturato nello scorso secolo nell'industria automobilistica, dall'introduzione della produzione di massa al diffondersi della lean manufacturing. Attualmente questo settore sta affrontando sfide nuove, come l’elettrificazione del veicolo e la guida autonoma, che diventeranno nei prossimi anni dei trend di primaria importanza sul mercato. Per questo motivo le aziende operanti nel settore, e fra queste MSC Software Corporation, che è considerata leader nello sviluppo di software CAE, devono adattare i loro prodotti e la loro conoscenza per soddisfare i bisogni del mercato. Questa tesi nasce proprio da questo processo di adattamento e il suo principale obbiettivo è la modellazione in Adams Car di un veicolo completamente elettrico. A causa delle ragioni sopra illustrate, il punto di partenza di questa tesi è un semplice foglio bianco, non essendo presenti lavori precedenti in numero sufficiente. La modellazione del motore elettrico, basata su un modello steady-state delle macchine sincrone a magneti permanenti, è il cuore di questo lavoro e la sua co-esistenza con gli assembly già presenti nei database di Adams Car è stata analizzata e implementata in modo tale da ottenere un modello del gruppo motopropulsore che sia flessibile e generale. I risultati ottenuti, indicano un corretto funzionamento del modello e la sua abilità ad adattarsi a configurazioni differenti, rendendolo un ottimo punto di partenza per futuri sviluppi e applicazioni in reali casi di studio.