Modellazione, ottimizzazione e validazione di un circuito di raffreddamento a liquido per una moto da competizione con powertrain elettrico

Il contenuto della tesi è il frutto dell'attività di tirocinio curriculare svolta in collaborazione con il team universitario Impulse; l'attività si è incentrata sulla gestione termica (o "Thermal management") di una moto elettrica da competizione con lo scopo di individuare le soluzioni tecniche più efficaci ed appropriate per garantire delle condizioni di funzionamento ottimali per ciascun componente del powertrain. La tesi prevede inizialmente una breve introduzione e delle nozioni teoriche inerenti al dominio termico, con la finalità di descrivere dettagliatamente il contesto entro cui il lavoro si è mosso e di fornire tutti gli elementi necessari a comprendere e giustificare le scelte e le conclusioni del lavoro. Successivamente è stata definita una procedura sperimentale finalizzata a ricavare le inerzie e le resistenze termiche: il valore aggiunto a tale procedura è rappresentato dalla sua validità di impiego per qualsiasi motore elettrico PMSM con raffreddamento a liquido. I parametri ottenuti attraverso la procedura sperimentale possono essere successivamente impiegati per la costruzione di modelli termici in ambiente Simulink; tali modelli, fungendo da veri e propri "gemelli digitali" (digital twin) del sistema assemblato sul veicolo, hanno permesso di valutare diverse configurazioni di scambiatori e strategie per il controllo delle temperature. Infine, sulla base dell'analisi predittiva, il lavoro si è concluso con l’individuazione delle soluzioni più promettenti e compatibili con i vincoli di progettazione individuati e la progettazione di uno scambiatore di calore a flussi incrociati custom, risultato di un processo iterativo di ottimizzazione ε-NTU.