Electrification of an ICE vehicle and design of the electromechanical system

This thesis pursued several goals, the first one was to analyze the history of electric vehicles and the main innovations of the last years in order to make a conclusion on the pros and cons of all the industry, this information was used in order to understand what type of motor can be used and how it have to be controlled, what type of battery cells are the most suitable for our purpose. At the end of our analysis an asynchronous motor was chosen because of its reliability and energy efficiency, as a source of electric energy it was decided to use 338 prismatic battery cells that most suitably fit in our vehicle thanks to their form. The next goal was to develop a control system for our electric motor to guarantee a high precision working out of our experimental track and input torque and to check the performance of our model in MATLAB Simulink, the goal was reached – the model shown a high precision with low error on different input tracks and finally on the experimental one. As a finally goal was the selection of components of our electric drive and the economical calculation of our modification, that shown us the expediency of this modification. Finally, it can be stated that the future electrification of all our transport will reduce the dependence from fossil fuels. To sum up – the main goal of this thesis was the electrification of a serial model van that is widely used by companies in Italy.

Questa tesi ha perseguito diversi obiettivi, il primo è stato quello di analizzare la storia dei veicoli elettrici e le principali innovazioni degli ultimi anni al fine di trarre una conclusione sui pro e contro di tutto il settore, queste informazioni sono state utilizzate per capire quale tipo di motore può essere utilizzato e come deve essere controllato, quale tipo di celle della batteria sono le più adatte al nostro scopo. Al termine della nostra analisi è stato scelto un motore asincrono per la sua affidabilità ed efficienza energetica, come fonte di energia elettrica si è deciso di utilizzare 338 celle di batteria prismatiche che si adattano di piu al nostro veicolo grazie alla loro forma. L'obiettivo successivo era sviluppare un sistema di controllo per il nostro motore elettrico al fine di garantire un'elaborazione ad alta precisione della nostra pista sperimentale e della coppia in ingresso e per verificare le prestazioni del nostro modello in MATLAB Simulink, l'obiettivo è stato raggiunto: il modello ha mostrato un alta precisione con basso errore su diverse tracce di input ed infine su quella sperimentale. Come obiettivo finale c'era la selezione dei componenti del nostro sistema e il calcolo economico della nostra modifica, che ci ha mostrato la giustificazione di questa modifica. Infine, si può affermare che la futura elettrificazione di tutti i nostri trasporti ridurrà la dipendenza dai combustibili fossili. Per riassumere, l'obiettivo principale di questa tesi era l'elettrificazione di un modello di furgone di serie ampiamente utilizzato dalle aziende in Italia.