Analisi numerica di un veicolo a propulsione ibrida dotato di turbo compound elettrico

Questa tesi tratta dei sistemi Electric Turbo Compound (ETC), nei quali al turbocompressore viene accoppiata una macchina elettrica, utilizzata sia per accelerare il turbo eliminando il turbo lag che per recuperare energia riducendo l’utilizzo della wastegate. Per valutarne le potenzialità sono stati realizzati, su GT-Power, un modello completo di veicolo mild-hybrid, dotato di batteria al litio e rete elettrica a 48V, ed un modello monodimensionale di motore dotato di ETC. Il loro interfacciamento consente lo studio del comportamento in transitorio. Dalle simulazioni condotte, l’applicazione del sistema ETC su powertrain già esistenti non risulta in grado di portare benefici in condizioni di guida quotidiana, mentre le analisi condotte a più elevate potenze mostrano importanti opportunità, quali l’adozione di miscele stechiometriche. This thesis deals with Electric Turbo Compound (ETC) systems. The turbocharger is coupled with an electric machine both to accelerate the turbo eliminating turbo lag and to recover energy reducing the use of the wastegate. In order to evaluate its benefits, a mild-hybrid vehicle model, equipped with lithium battery and 48V electric system, and a one-dimensional engine model with ETC, have been realized on GT-Power. The combination of the two allows the transient behavior to be studied. The simulations show that the application of the ETC system on already existing powertrain does not improve fuel consumption on daily driving, while important results can be achieved at high power, such as the adoption of stoichiometric mixtures