Sistemi di trasmissione ibridi ed elettrici per veicoli militari

L’obiettivo primario di questa tesi è quello di investigare sulle ricadute, positive e negative, che i sistemi di trazione ibrido- elettrici possono avere nel campo dei veicoli speciali ed in particolare sui veicoli militari. Le trasmissioni ibrido- elettriche sono al giorno d’oggi tra le più recenti evoluzioni tecnologiche introdotte nel settore automotive. Il loro vantaggio di essere maggiormente ecologiche è ormai ben noto ai più, al punto che quasi ogni casa costruttrice ha nel proprio catalogo almeno un veicolo con un certo livello di ibridizzazione. In campo militare l’interesse verso veicoli con trazione ibrida è mosso non soltanto da semplici fattori economici o ambientali legati alla riduzione dei consumi (preponderanti nei veicoli normalmente in commercio) ma, soprattutto, dalla necessità di generare energia elettrica a bordo ed assicurare all’equipaggio una maggiore sicurezza, intesa nel senso più generale del termine. Un buon veicolo tattico è sempre un compromesso tra protezione e mobilità e l’incremento di prestazioni e di efficienza, la modularità e la semplificazione nella driveline che i sistemi ibridi introducono nei veicoli, possono contribuire ad aumentarne contemporaneamente sia l’una che l’altra. La trattazione, dunque, intende affrontare il tema delle trasmissioni ibride o elettriche contestualizzandole allo scenario dei veicoli militari. Questi devono muoversi su terreni difficili, superare pendenze notevoli (fino al 60%), operare in condizioni climatiche spesso estreme (-30°C ÷ +55°C), trasportare e garantire l’alimentazione dei sistemi dell’armamento trasportato e, non ultimo, garantire un elevato livello di protezione. In apertura (Cap. 1) si descrivono i benefici attesi dalle trasmissioni ibride tracciando un confronto tra i loro benefici in campo civile ed in campo militare. In chiusura di capitolo si presenta anche una carrellata volta a descrivere i vari prototipi di veicoli ibridi militari realizzati nel mondo a dimostrazione che il tema trattato è di grande interesse anche in ambito Difesa. Nei capitoli successivi (Cap. 2 ÷ Cap. 4) vengono presentate differenti soluzioni di trasmissioni ibrido- elettriche sia per veicoli gommati che cingolati. In generale ciascuno dei capitoli è dedicato ad una delle architetture studiate cercando per ognuna di metterne in luce pregi e difetti.Di alcune di esse se ne presenta un modello realizzato con approccio block- oriented, realizzato in Matlab-Simulink, che consente un dimensionamento rapido dei componenti della trasmissione e la previsione di massima delle prestazioni del veicolo. Ove possibile i modelli saranno validati sperimentalmente. Più in particolare il Capitolo 2 è dedicato alla modellazione di una trasmissione ibrido parallela per un veicolo tattico dell’ordine delle sette tonnellate mentre nel Capitolo 4 viene presentato il modello di una trasmissione elettromeccanica (EMT) per un veicolo cingolato. Nel Capitolo 3, invece, viene descritto il dimostratore di veicolo 4x4 ibrido serie costruito durante la partecipazione al PNRM (Programma Nazionale di Ricerca Militare) riguardante le “Ricerche, Studi e Realizzazione di un Dimostratore di sistema elettrico di trazione per All Electric Combat Vehicle (AECV)”. La parte finale della tesi (Cap. 5) è dedicata allo studio di un assale puramente elettrico a carreggiata variabile per applicazioni modulari e stand-alone (UGV). Il layout del tutto innovativo conferisce all’assale interessanti proprietà sia di mobilità sia di impiego operativo in territori o situazioni ostili.