Electric vehicle modelling, simulation and validation on real driving conditions

Climate change and environmental concerns are now putting a higher focus than ever on sustainability in all aspects of modern life. The transition towards green energy and electrification must also involve the transportation sector, which is one of the major causes of emission all over the world. In this sense, great technological advancements have been in the road transports in modern years, with the development and evolution of Electric Vehicles (EV). This background represents the starting point of the work of this thesis. The purpose of this work is the development and the validation of an EV model. The first part deals with the presentation of the model, which starts from the definition of the route, and so the speed profile, and the choice of the vehicle, which are the main inputs of the model; the output is instead the energy consumption. Furthermore, the experimental campaign has been presented. In particular, fifty experimental tests has been conducted divided into two groups of twenty-five each. The differences between two groups and the experimental parameters have been explored. Finally, the both model and experimental results have been analyzed in detail and compared according to the level of auxiliaries power and to the type of the road.

Il cambiamento climatico e gli interessi per l'ambiente hanno posto un interesse sempre maggiore verso la sostenibilità in tutti gli aspetti della vita moderna. La transizione verso le energie rinnovabili non può non coinvolgere anche il settore dei trasporti, che risulta essere una delle maggiori cause di inquinamento nel mondo. In questa direzione, grandi evoluzioni tecnologiche sono state avanzate nei trasporti stradali negli ultimi anni, tra cui lo sviluppo e il miglioramento dei veicoli ibridi ed elettrici. Tale background rappresenta il punto di partenza di questo lavoro di tesi, il cui scopo è quello di sviluppare un modello di un veicolo elettrico validandolo attraverso una mirata campagna sperimentale. Come si può immaginare, il cuore pulsante del veicolo è lo stato di carica della batteria, il cui consumo dipende da molti aspetti (per es. accensione aria condizionata, pendenza del territorio, ecc.). Input del modello sono le informazioni inerenti al tragitto e la velocità del veicolo e ovviamente le caratteristiche tecniche del veicolo stesso. Il modello è stato sviluppato attraverso l'ausilio di Matlab/Simulink e validato con dati reali raccolti su campo. I risultati raccolti hanno mostrato come il modello risulti essere molto accurato e facilmente scalabile in altri contesti.