Progettazione e ottimizzazione di un Dedicated Hybrid Engine (DHE) per applicazioni REEV mediante simulazioni CFD.

La transizione verso la mobilità elettrificata sta portando sempre più attenzione alle architetture REEV (Range Extended Electric Vehicle), dove il motore termico può lavorare in un numero limitato di punti di funzionamento scelti per massimizzare il rendimento. In questo scenario diventa quindi interessante studiare soluzioni motore orientate all’alta efficienza, come i Dedicated Hybrid Engine (DHE). In questa tesi viene analizzata l’ottimizzazione dell’efficienza di un DHE pensato per un impiego REEV, sfruttando simulazioni CFD 3D in ambiente Ansys Forte. Il lavoro è stato svolto presso il "Centro Ricerche Fiat S.C.p.a." di Valenzano, e si basa su un insieme di simulazioni mirate a descrivere i principali fenomeni in camera di combustione (moto del fluido, combustione, scambi termici e perdite) e a valutare l’effetto di diverse scelte progettuali e operative orientate al miglioramento dell’efficienza del motore preso in esame. In parallelo, è stata svolta un’attività preliminare di analisi delle normative in vigore e di benchmarking, utile a inquadrare lo stato dell’arte e a confrontare approcci e risultati con quanto riportato in letteratura e nelle principali attività di riferimento sul tema. L’analisi è stata impostata confrontando un caso di riferimento con numerose varianti tecnologiche, sia considerate singolarmente sia combinate tra loro, così da capire non solo il contributo di ogni soluzione, ma anche come queste interagiscono quando vengono adottate insieme. I risultati delle simulazioni vengono letti collegando il comportamento fluidodinamico e termico del motore agli indicatori di efficienza, mettendo in evidenza i meccanismi che portano ai miglioramenti osservati e i principali compromessi. Nel complesso, il lavoro permette di costruire un quadro chiaro delle leve che influenzano l’efficienza di un DHE e di individuare le combinazioni di tecnologie più interessanti. I risultati forniscono inoltre indicazioni utili per la scelta delle soluzioni più efficaci, in vista della loro integrazione in un powertrain REEV orientato al massimo rendimento.