Insegnamenti

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Docente
MARIO PORRU (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/82]  INGEGNERIA ELETTRICA [82/00 - Ord. 2020]  PERCORSO COMUNE 5 50
[70/84]  INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2018]  PERCORSO COMUNE 5 50

Obiettivi

Il corso di Veicoli Elettrici intende far acquisire agli studenti le conoscenze relative ai veicoli elettrici e alla mobilità elettrica. Importante è acquisire la consapevolezza delle motivazioni, degli obiettivi e delle opportunità caratterizzanti i veicoli elettrici, la mobilità elettrica e della crescente transizione del settore trasporti verso il vettore elettrico. Quindi, si analizzano i veicoli su strada elettrici ed elettrici ibridi, con l’obiettivo di acquisire le opportune conoscenze su le configurazioni e tecnologie impiegate, il loro funzionamento, e le relative prestazioni. Infine, si valutano i potenziali effetti della diffusione dei veicoli elettrici ed elettrici ibridi e le opportune strategie di pianificazione, con particolare attenzione alla tecnologia Vehicle-to-Grid.

Più in dettaglio, gli obiettivi formativi del corso possono essere espressi secondo i cinque seguenti descrittori:
- Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza e comprensione (1) delle problematiche energetiche causate dal settore dei trasporti e delle relative opportunità offerte dalla mobilità elettrica, (2) dei principi generali della dinamica dei veicoli e (3) delle strutture dei veicoli elettrici e ibridi, con particolare attenzione alle loro configurazioni e al loro funzionamento. Conoscenza (4) delle caratteristiche dei sistemi di ricarica e della pianificazione delle infrastrutture di ricarica.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Capacità di (1) analizzare e modellizzare i veicoli elettrici, (2) implementarne i modelli su Matlab/Simulink, (3) valutarne le prestazioni ed eseguire un dimensionamento di massima del sistema di propulsione.
- Autonomia di giudizio: Capacità di valutare correttamente le prestazioni delle varie tipologie di veicoli elettrici sulla base delle loro caratteristiche tecniche.
- Abilità comunicative: Capacità di discutere, con interlocutori specialisti e non specialisti, di problemi e soluzioni inerenti i veicoli elettrici e la mobilità elettrica.
- Capacità di apprendere: Capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione dei documenti tecnici e della bibliografia scientifica di settore.

Obiettivi

Il corso di Veicoli Elettrici intende far acquisire agli studenti le conoscenze relative ai veicoli elettrici e alla mobilità elettrica. Importante è acquisire la consapevolezza delle motivazioni, degli obiettivi e delle opportunità caratterizzanti i veicoli elettrici, la mobilità elettrica e della crescente transizione del settore trasporti verso il vettore elettrico. Quindi, si analizzano i veicoli su strada elettrici ed elettrici ibridi, con l’obiettivo di acquisire le opportune conoscenze su le configurazioni e tecnologie impiegate, il loro funzionamento, e le relative prestazioni. Infine, si valutano i potenziali effetti della diffusione dei veicoli elettrici ed elettrici ibridi e le opportune strategie di pianificazione, con particolare attenzione alla tecnologia Vehicle-to-Grid.

Più in dettaglio, gli obiettivi formativi del corso possono essere espressi secondo i cinque seguenti descrittori:
- Conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza e comprensione (1) delle problematiche energetiche causate dal settore dei trasporti e delle relative opportunità offerte dalla mobilità elettrica, (2) dei principi generali della dinamica dei veicoli e (3) delle strutture dei veicoli elettrici e ibridi, con particolare attenzione alle loro configurazioni e al loro funzionamento. Conoscenza (4) delle caratteristiche dei sistemi di ricarica e della pianificazione delle infrastrutture di ricarica.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Capacità di (1) analizzare e modellizzare i veicoli elettrici, (2) implementarne i modelli su Matlab/Simulink, (3) valutarne le prestazioni ed eseguire un dimensionamento di massima del sistema di propulsione.
- Autonomia di giudizio: Capacità di valutare correttamente le prestazioni delle varie tipologie di veicoli elettrici sulla base delle loro caratteristiche tecniche.
- Abilità comunicative: Capacità di discutere, con interlocutori specialisti e non specialisti, di problemi e soluzioni inerenti i veicoli elettrici e la mobilità elettrica.
- Capacità di apprendere: Capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione dei documenti tecnici e della bibliografia scientifica di settore.

Prerequisiti

Per frequentare proficuamente il corso, risultano fondamentali conoscenze e competenze in analisi matematica, fisica, elettrotecnica, fisica tecnica. Per una migliore comprensione risultano utili le conoscenze di base dei convertitori elettronici di potenza e degli azionamenti elettrici. Sono fortemente consigliate competenze di base di Matlab-Simulink.

Contenuti

Il corso di Veicoli Elettrici è articolato in 30 ore di lezioni frontali teoriche e 20 ore di esercitazioni, per un totale di 50 ore.

Il programma del corso è il seguente:
- Introduzione ai veicoli elettrici: motivazioni, obiettivi, opportunità (2 ore teoria + 1 ora esercitazione)
- Principi di dinamica del veicolo: modello longitudinale, forze resistenti; prestazioni del veicolo, caratteristiche di un sistema di propulsione; modalità di funzionamento; cicli di guida, stima dei consumi (6 ore teoria + 4 ore esercitazioni)
- Veicoli elettrici: configurazioni; principali componenti, sistemi di accumulo, convertitori elettronici di potenza, macchine elettriche, sistemi di trasmissione; funzionamento (8 ore teoria + 6 ore esercitazioni)
- Veicoli elettrici ibridi: cenni sui sistemi di propulsione termici; configurazioni, architetture, strategie di gestione e controllo (6 ore teoria + 2 ore esercitazione)
- Frenata rigenerativa: principi di frenata e rigenerazione (4 ore teoria + 2 ore esercitazione)
- Cenni di pianificazione della mobilità elettrica: sistemi di ricarica, problematiche e opportunità, vehicle-to-grid (4 ore teoria)
- Esercitazione finale (5 ore esercitazione)

Metodi Didattici

Il corso di Veicoli Elettrici comprende 30 ore di lezioni frontali, erogate prevalentemente in presenza, opportunamente integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo. Durante le lezioni lo studente acquisisce le conoscenze sulla modellizzazione dei veicoli, sulle architetture dei veicoli elettrici e dei veicoli elettrici ibridi, sulle strategie di gestione e controllo dei veicoli elettrici e dei veicoli elettrici ibridi, e sulla pianificazione della mobilità elettrica. Le lezioni frontali consistono in spiegazioni alla lavagna opportunamente accompagnate dalla proiezione di diapositive. Inoltre, le lezioni frontali sono integrate dallo svolgimento di 20 ore di esercitazioni che consentono allo studente di sviluppare la capacità di applicare le conoscenze acquisite durante le lezioni frontali, al fine di simulare il funzionamento di un veicolo elettrico e stimarne i consumi energetici. Le esercitazioni sono svolte utilizzando il software Matlab-Simulink e sono supervisionate dal docente.

Verifica dell'apprendimento

La valutazione dello studente prevede una prova orale durante la quale viene richiesto allo studente di discutere di alcuni argomenti trattati nel corso, sia dal punto di vista teorico, sia riguardanti le esercitazioni. In particolare, la prova di esame consiste in tre domande, la prima riguardante una esercitazione svolta durante il corso, la seconda e la terza riguardanti gli argomenti teorici.

Lo studente dovrà dimostrare una conoscenza ed una comprensione almeno sufficienti riguardo le configurazioni e il funzionamento dei veicoli elettrici ed elettrici ibridi. Sarà inoltre richiesta allo studente una capacità almeno sufficiente di applicare tali conoscenze; in particolare, alcuni dei quesiti posti durante la prova orale riguarderanno il dimensionamento di massima del sistema di propulsione e simulazione dei veicoli elettrici affrontati durante le esercitazioni del corso.

Il punteggio della prova d’esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi. Per superare l’esame e, quindi, riportare un voto non inferiore a 18/30, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza e una comprensione sufficiente degli argomenti principali sviluppati durante l’insegnamento. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza ed una comprensione eccellente degli argomenti trattati durante il corso.

Testi

[1] M. Ehsani, Y. Gao, and A. Emadi, Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles: Fundamentals, Theory, and Design, Second Edition. CRC Press, 2009.

[2] A. Emadi, Advanced Electric Drive Vehicles. CRC Press, 2015.

[3] L. Guzzella and A. Sciarretta, Vehicle Propulsion Systems: Introduction to Modeling and Optimization, 2 edizione. Berlin: Springer-Verlag, 2009.

Testi

[1] M. Ehsani, Y. Gao, and A. Emadi, Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles: Fundamentals, Theory, and Design, Second Edition. CRC Press, 2009.

[2] A. Emadi, Advanced Electric Drive Vehicles. CRC Press, 2015.

[3] L. Guzzella and A. Sciarretta, Vehicle Propulsion Systems: Introduction to Modeling and Optimization, 2 edizione. Berlin: Springer-Verlag, 2009.

Altre Informazioni

Le presentazioni usate dal docente a lezione ed eventuale ulteriore materiale a supporto della didattica è fornito agli studenti all’inizio dello svolgimento del corso e/o è reso disponibile sul sito del docente.

Questionario e social

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