ITUB201586605U1

ITUB201586605U1 - Gruppo ad alimentazione elettrica per la propulsione di un veicolo terrestre

Info

Publication number: ITUB201586605U1
Application number: ITUB2015U086605U
Authority: IT
Inventors: Ezio Bertotto; Roberto Lotto
Original assignee: D&M Holding S P A
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-04-28
Also published as: CN108367659A; WO2017072724A2; WO2017072724A3; EP3368359A2

Description

Descrizione di Brevetto per Modello di Utilità avente per titolo:

“GRUPPO AD ALIMENTAZIONE ELETTRICA PER LA PROPULSIONE DI

UN VEICOLO TERRESTRE”

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un gruppo, ad alimentazione elettrica, per la propulsione di un veicolo terrestre.

Più in particolare, la presente invenzione riguarda un gruppo di propulsione comprendente almeno una unità motrice elettrica operativamente associabile ad almeno una ruota o ad almeno un assale folle o ausiliario di un veicolo terrestre, per consentire la propulsione dello stesso.

STATO DELLA TECNICA

Nei veicoli terrestri cosiddetti ad alimentazione ibrida è previsto l’impiego combinato di una unità motrice endotermica e di una unità motrice elettrica. L’unità motrice elettrica può asservire in modo temporaneo l’unità endotermica o, in determinate condizioni, fungere essa stessa da fonte esclusiva di moto per la movimentazione del veicolo terrestre.

Durante alcune fasi che rappresentano delle condizioni critiche di funzionamento per il veicolo terrestre, quali ad esempio la partenza da fermo o in caso di arresti/ripartenze ripetute, la propulsione può essere affidata esclusivamente all’unità motrice elettrica, consentendo così una considerevole riduzione dei consumi di carburante.

Le unità motrici elettriche di tipo tradizionale presentano dei limiti di impiego, con particolare riferimento al campo di velocità all’interno del quale tali unità motrici elettriche sono in grado di erogare valori ottimali di coppia motrice. Più in dettaglio, si osserva che le unità motrici elettriche di tipo tradizionale non sono in grado di garantire valori soddisfacenti di coppia motrice a bassi regimi di rotazione e, nel contempo, buoni valori di coppia ad elevati regimi di rotazione. Conseguentemente, l’utilizzo delle unità motrici elettriche note come fonte di moto per un veicolo è limitato ad un campo di velocità ridotto rispetto a quello di impiego del veicolo su cui sono installate.

Al fine di superare tale inconveniente, può essere previsto un cambio meccanico da associare alla trasmissione che collega l’unità motrice elettrica stessa all’assale da azionare in rotazione. Tale soluzione, tuttavia, comporta una maggiore complessità strutturale al punto che, in alcuni casi, non risulta implementabile in un veicolo terrestre.

Oggigiorno, il problema delle emissioni inquinanti dei veicoli terrestri riveste una maggiore importanza rispetto al passato al punto che si avverte, in modo crescente, l’esigenza di disporre di sistemi di propulsione dei veicoli terrestri che favoriscano una considerevole riduzione delle suddette emissioni, pur nell’ambito di una soluzione in grado di garantire buone prestazioni in termini di coppia erogabile, di velocità e accelerazione.

SCOPI DELL’INVENZIONE

Scopo principale quindi della presente invenzione è quello di migliorare lo stato della tecnica relativo ad un gruppo ad alimentazione elettrica per la propulsione di almeno una ruota o di almeno un assale o di almeno una coppia di semiassi associati tra loro di un veicolo terrestre.

Nell’ambito di tale compito costituisce uno scopo della presente invenzione quello di fornire un gruppo per la propulsione di almeno una ruota o di almeno un assale o di almeno una coppia di semiassi associati tra loro di un veicolo terrestre, al fine di garantire elevate prestazioni in termini di coppia erogabile sostanzialmente per l’intero campo di velocità di impiego del veicolo terrestre stesso.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un gruppo per la propulsione di almeno una ruota o di almeno un assale o di almeno una coppia di semiassi associati tra loro di un veicolo terrestre che possa essere facilmente implementabile in veicoli terrestri preesistenti.

Secondo un aspetto della presente invenzione si fornisce un gruppo per la propulsione di almeno una ruota e/o di almeno un assale e/o di una coppia di semiassi associati tra loro di un veicolo terrestre secondo la rivendicazione 1.

Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a forme preferite e vantaggiose dell’invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, non esclusiva, di un gruppo per la propulsione di almeno una ruota e/o di almeno un assale e/o di almeno una coppia di semiassi associati tra loro di un veicolo terrestre, illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è uno schema a blocchi di una forma di realizzazione di un gruppo di propulsione secondo la presente invenzione;

la figura 2 è uno schema a blocchi di una ulteriore versione di un gruppo di propulsione di cui a figura 1;

la figura 3 è una vista schematica di alcuni componenti di un gruppo di propulsione secondo la presente invenzione;

la figura 4 è una vista in esploso di una possibile forma di attuazione del gruppo di propulsione secondo la presente invenzione;

la figura 5 è una vista in esploso di una ulteriore forma di attuazione del gruppo di propulsione secondo la presente invenzione;

la figura 6 è una vista prospettica di un veicolo terrestre dotato di un gruppo di propulsione secondo la presente invenzione;

la figura 7 è un grafico schematico delle curve caratteristiche di coppia e potenza di un gruppo di propulsione secondo la presente invenzione;

la figura 8 è un grafico di confronto tra le curve caratteristiche della coppia erogabile da un gruppo di propulsione secondo la presente invenzione, rispettivamente in una prima o in una seconda configurazione operativa.

FORME DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE

Con riferimento alle figure allegate, un gruppo per la propulsione di almeno una ruota e/o di almeno un assale e/o di almeno una coppia di semiassi associati tra loro di un veicolo terrestre è indicato complessivamente con il numero di riferimento 1.

Si intende che il gruppo di propulsione secondo la presente invenzione può eventualmente essere impiegato per la propulsione di tutte le ruote e/o di tutti gli assali e/o semi-assi di un veicolo terrestre, senza limitazione alcuna.

Con l’espressione veicolo terrestre si intende qualsiasi veicolo la cui movimentazione avviene a terra e comprende almeno una coppia di ruote o una coppia di assali o di semiassi a cui sono associate rispettive ruote.

A titolo semplificativo ma non limitativo, un veicolo terrestre può essere configurato come una carrozza o motrice ferroviaria, un tram, un rimorchio, un’autovettura, un motociclo, un motocarro, eccetera, senza limitazione alcuna. Più in dettaglio, si osserva che il gruppo per la propulsione secondo la presente invenzione è previsto per essere associato ad almeno una ruota folle e/o ad almeno un assale folle e/o ad una coppia di semiassi folli accoppiati tra loro e/o ad almeno una coppia di mozzi ruota, accoppiati tra loro, di un veicolo terrestre, senza limitazione alcuna.

In particolare, con l’espressione “folle o ausiliario” si intende indicare un elemento meccanico condotto o, normalmente, non motorizzato.

Nelle allegate figure si farà riferimento ad un veicolo terrestre V, quale un’autovettura (figure 1 e 2) o un autoarticolato (figura 6), comprendente una unità motrice M di tipo endotermica.

Il tecnico del settore potrà facilmente comprendere come il gruppo di propulsione 1 può asservire un veicolo terrestre V qualsiasi.

Secondo una versione della presente invenzione, non illustrata nelle allegate figure, il gruppo di propulsione 1 può asservire un veicolo terrestre V a propulsione elettrica quale, ad esempio, la motrice di un treno o un tram o un’autovettura elettrica o similare, senza limitazione alcuna, a supporto o in sostituzione della fonte motrice ivi presente.

Il gruppo di propulsione 1 può, inoltre, trovare impiego nella propulsione di almeno una ruota di un motociclo o di un motocarro o similare, senza limitazione alcuna agli scopi della presente invenzione.

Di seguito si descriveranno brevemente alcuni elementi di un veicolo terrestre V configurato come un’autovettura comprendente un motore endotermico M. Si intende che la tipologia di veicolo terrestre V a cui il gruppo di propulsione 1 è associabile può variare rispetto a quanto esposto di seguito, senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione.

A titolo esemplificativo, ma non limitativo, con riferimento alla forma di realizzazione illustrata in figura 1, un veicolo terrestre V, quale un’autovettura, può comprendere un motore endotermico M operativamente associato ad organi di trasmissione G per la trasmissione del moto a primi semiassi motorizzati S1.

Il veicolo V può comprendere almeno una coppia di semiassi folli S2, accoppiati tra loro, a cui sono associate rispettive ruote per l’avanzamento del veicolo V su un terreno o similare.

Il veicolo terrestre V può comprendere, tra gli altri elementi, un sistema di accumulo/erogazione di energia elettrica B - una batteria - un generatore/alternatore A associato al motore endotermico M stesso e almeno una centralina elettronica di controllo ECU o similare per la gestione elettronica del motore endotermico M stesso.

Tali elementi, così come il loro funzionamento, sono considerati noti e, pertanto, non saranno ulteriormente descritti.

Con riferimento alla forma di realizzazione illustrata in figura 1, il gruppo di propulsione 1 secondo la presente invenzione comprende almeno una unità motrice elettrica 2 operativamente associabile ad almeno una coppia di semiassi folli S2 del veicolo terrestre V e a mezzi di alimentazione elettrica della stessa. Secondo una versione della presente invenzione, i mezzi di alimentazione elettrica possono corrispondere all’unità di accumulo/erogazione di energia elettrica B installata nel veicolo terrestre V.

Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, non illustrata nelle allegate figure, i mezzi di alimentazione elettrica possono essere di tipo dedicato al gruppo di propulsione 1 e, in quanto tali, distinti dall’unità di accumulo/erogazione di energia elettrica B installata nel veicolo terrestre V.

L’almeno una unità motrice elettrica 2 comprende almeno un motore sincrono a riluttanza 3 del tipo a magneti permanenti (figura 3).

Il motore sincrono a riluttanza 3 può essere operativamente associato all’almeno una ruota o all’almeno una coppia di secondi semiassi folli S2 da azionare in rotazione, tramite una rispettiva trasmissione 4.

La trasmissione 4 può essere configurata come una trasmissione meccanica qualsiasi, ad esempio come un riduttore meccanico, del tipo atto a prelevare il moto rotatorio in uscita dal motore sincrono a riluttanza 3 e a trasmetterlo all’almeno una ruota o all’almeno una coppia di secondi semiassi S2, al fine di azionare gli stessi in rotazione intorno ad un comune asse di rotazione 5.

Secondo una versione della presente invenzione, la trasmissione 4 può comprendere organi a frizione, non illustrati nelle allegate figure, atti a collegare/scollegare reciprocamente il motore sincrono a riluttanza 3 dall’almeno una ruota o dall’almeno una coppia di secondi semiassi S2, in funzione di specifiche esigenze di impiego del veicolo terrestre V.

Il motore sincrono a magneti permanenti 3 comprende uno statore 6 dotato di una sede centrale 7 al cui interno è posto un rotore 8, azionabile in rotazione rispetto allo statore 6. Come noto, il rotore 8 e lo statore 6 sono separati reciprocamente tramite uno spazio 9 definito “traferro”.

In prossimità dalla porzione periferica interna dello statore 6, che si affaccia sul rotore 8, è presente una pluralità di avvolgimenti statorici, indicati complessivamente con 10.

Il motore sincrono a riluttanza 3 comprende dei magneti permanenti 11 posizionati internamente al rotore 8.

Più in dettaglio, si osserva che il rotore 8 presenta una pluralità di cave sagomate 12, all’interno delle quali sono alloggiabili rispettivi magneti permanenti 11 (si veda figura 3).

Il numero, la posizione e la conformazione delle cave sagomate 12 e dei magneti permanenti 11 può variare rispetto a quanto illustrato nell’allegata figura 3, in funzione di specifiche esigenze di impiego, senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Come noto un motore sincrono a riluttanza 3 in condizioni di alimentazione con tensione nominale raggiunge una velocità di rotazione nominale.

Nell’allegata figura 7 è illustrato un grafico delle curve caratteristiche di coppia C e di potenza P erogabili da una unità motrice elettrica 2 secondo la presente invenzione, in funzione della velocità di rotazione N del motore stesso.

In tale grafico, possono essere individuate due regioni distinte di azionamento dell’unità motrice elettrica 2: una prima regione Cc, detta a coppia costante, ed una seconda regione Pc, detta a potenza costante.

La prima regione di azionamento Cc, nella quale l’unità motrice elettrica 2 opera in regime di coppia costante, è compresa tra una velocità di rotazione sostanzialmente nulla ed una velocità definita nominale Nn.

All’interno della prima regione di azionamento Cc, il flusso magnetico del rotore 8 si mantiene ad un valore massimo. In tali condizioni di impiego, l’unità motrice elettrica 2 può erogare un valore di coppia massimo Cm per qualsiasi regime di rotazione del rotore 8 compreso nel suddetto intervallo di velocità.

La seconda regione di azionamento Pc, nella quale l’unità motrice elettrica 2 opera in regime di potenza costante, si estende per un intervallo di velocità compreso tra la velocità nominale Nn e la velocità massima Nm a cui l’unità motrice elettrica 2 può operare senza subire danneggiamenti.

Volendo azionare l’unità motrice elettrica 2 a regimi di rotazione superiori alla suddetta velocità nominale, azionando così il rotore 8 dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 ad una velocità superiore a quella nominale Nn, è necessario operare in condizioni dette di “deflussaggio”.

Tramite il deflussaggio è possibile incrementare la velocità di rotazione di un motore elettrico oltre il suddetto valore di velocità nominale Nn fino ad un valore di velocità massima Nm sostenibile dal motore elettrico stesso, senza subire danneggiamenti.

Nel caso di azionamento a velocità superiori a quella nominale Nn, il motore sincrono a riluttanza 3 opera in condizioni di potenza e corrente costante, mentre la coppia risulta inversamente proporzionale al valore della velocità di rotazione. Il deflussaggio, pertanto, può essere effettuato nei casi in cui siano richiesti elevati regimi di rotazione per i quali siano ammissibili valori di coppia inferiori rispetto a quello di coppia massima Cm.

Secondo una versione della presente invenzione, l’almeno una unità motrice elettrica 2, in regime di deflussaggio, può operare fino ad una velocità di rotazione massima Nm pari a quasi dieci volte il valore della velocità nominale Nn.

Il gruppo di propulsione 1 può comprendere mezzi di controllo 13 dell’almeno una unità motrice elettrica 2, e più precisamente del motore sincrono a riluttanza 3, per la gestione del deflussaggio di quest’ultimo.

Tramite i suddetti mezzi di controllo 13 è possibile estendere il campo delle velocità di impiego di un gruppo per la propulsione 1 secondo la presente invenzione, come meglio descritto nel prosieguo.

Secondo un aspetto della presente invenzione, i mezzi di controllo 13 possono comprendere un inverter, non illustrato in dettaglio nelle allegate figure, per gestire l’alimentazione dell’almeno una unità motrice elettrica 2.

Il funzionamento di un inverter è considerato noto e, pertanto, non sarà ulteriormente descritto nel prosieguo.

Secondo una versione della presente invenzione, il gruppo di propulsione 1 è previsto per poter essere associato ad almeno una coppia di secondi semiassi S2 folli di un veicolo terrestre V.

Durante il normale impiego del veicolo terrestre, l’almeno una coppia di secondi semiassi S2, in uso, può raggiungere un elevato regime di rotazione.

Al fine, quindi, di estendere il regime di velocità per il funzionamento ottimale del dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3, e garantire valori di coppia ottimali applicati all’almeno una coppia di secondi semiassi S2, i mezzi di controllo 13 del gruppo per la propulsione 1 secondo la presente invenzione comprendono mezzi di commutazione, indicati complessivamente con 14, atti a commutare i collegamenti degli avvolgimenti statorici 10 dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 tra una prima configurazione operativa ed una seconda configurazione operativa.

Come meglio descritto nel prosieguo, i mezzi di commutazione 14, sinergicamente al controllo del deflussaggio dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3, permettono di ampliare ulteriormente il campo di velocità all’interno del quale l’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 può operare efficacemente, ed erogare valori ottima di coppia per la movimentazione del veicolo terrestre V.

Nel dettaglio, i mezzi di commutazione 14 sono configurati per commutare il funzionamento dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 tra una prima configurazione operativa, in cui l’alimentazione dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 avviene tramite un collegamento delle sue fasi cosiddetto “a stella”, ed una seconda configurazione operativa, in cui l’alimentazione dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 avviene tramite un collegamento delle sue fasi cosiddetto “a triangolo”.

Le caratteristiche e gli effetti delle configurazioni a stella e a triangolo, così come la loro realizzazione, sono date per note e pertanto non saranno ulteriormente descritte.

A tal proposito, si osserva che il gruppo di propulsione 1 secondo la presente invenzione comprende almeno un motore sincrono a riluttanza 3 del tipo configurato per poter essere alimentato con una doppia tensione nominale, conformemente alla possibilità di poter essere alimentato tramite una configurazione a stella o a triangolo.

A titolo esemplificativo ma non limitativo, nell’allegata figura 8 è illustrato l’andamento delle curva di coppia di una unità motrice elettrica 2 secondo la presente invenzione, azionata in una prima ed in una seconda configurazione operativa.

Nel grafico illustrato in figura 8, in ordinata sono riportati i valori di coppia C ed in ascissa è riportata la velocità di rotazione N dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3. Le curve di coppia illustrate in tale grafico corrispondono ad una prima curva di coppia 15, o coppia stella, ed una seconda curva di coppia 16, o coppia triangolo, di azionamento dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 stesso. La prima curva di coppia 15 corrisponde ad una curva di coppia erogabile dall’unità motrice elettrica 2 con i mezzi di commutazione 14 posti nella prima configurazione operativa di collegamento, in cui le fasi dello statore 6 sono collegate a stella.

La seconda curva di coppia 16 corrisponde ad una curva di coppia erogabile dell’unità motrice elettrica 1 con i mezzi di commutazione 14 posti nella seconda configurazione operativa, in cui le fasi dello statore 6 sono collegate a triangolo. Si intende che in funzione delle caratteristiche dell’unità motrice elettrica 2, l’andamento della prima curva di coppia 15 e/o della seconda curva di coppia 16 possono/può subire delle variazioni rispetto a quanto illustrato senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Per effetto della commutazione tra la prima configurazione operativa (stella) e la seconda configurazione operativa (triangolo), l’unità motrice elettrica 2 è in grado di erogare un valore di coppia ottimale anche nel caso in cui sia azionata ad un regime di rotazione superiore a quello della velocità nominale Nn previsto per l’almeno un motore sincrono a riluttanza 3.

Con riferimento a quanto sopra descritto, si evince come l’unità motrice elettrica 2 potendo operare in condizioni di deflussaggio e comprendendo mezzi di commutazione 14 del collegamento delle fasi dello statore 6, è in grado di operare efficacemente in un ampio campo di velocità di azionamento, garantendo un efficace impiego del gruppo di propulsione 1.

A tal riguardo, si osserva come nelle unità motrici elettriche di tipo noto, il campo di velocità di azionamento all’interno del quale si opera in condizioni di coppia costante è limitato e anche operando in condizioni di deflussaggio non è possibile raggiungere prestazioni analoghe a quelle dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3, sopra esposte.

Secondo una versione della presente invenzione, l’almeno una unità motrice elettrica 2 comprende mezzi di commutazione 14 separati dall’almeno un motore sincrono a riluttanza 3.

Sono tuttavia possibili ulteriori forme di realizzazione, non illustrate nelle allegate figure, in un cui i mezzi di commutazione 14 possono essere realizzati all’interno di un apposito alloggiamento previsto nello statore 6 del motore sincrono a riluttanza 3, senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione. A titolo esemplificativo, ma non limitativo, i mezzi di commutazione 14 possono comprendere dei teleruttori o dispositivi similari commutabili tra la suddetta prima configurazione operativa e la seconda configurazione operativa, e viceversa.

Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, i mezzi di commutazione 14 possono comprendere dispositivi di controllo elettronico atti ad operare la suddetta commutazione tra la prima configurazione operativa e la seconda posizione operativa e viceversa.

I mezzi di commutazione 14 possono essere di tipo azionabile manualmente o in modo automatico, eventualmente da remoto, senza limitazione alcuna.

Secondo una versione della presente invenzione, il gruppo di propulsione 1 può comprendere almeno una unità logica 17 per il controllo e/o il comando della commutazione dei mezzi di commutazione 14 tra la prima configurazione operativa e la seconda configurazione operativa per ciascuno dei motori sincroni a riluttanza 3 compresi nel gruppo di propulsione 1 stesso.

A titolo esemplificativo, nel caso in cui all’almeno una coppia di secondi semiassi S2 è richiesta una coppia elevata a bassi regimi di rotazione, i mezzi di commutazione 14 possono essere commutati per determinare la prima configurazione operativa (configurazione stella) per l’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 associato a tale almeno una coppia di secondi semiassi S2.

Nel caso, invece, in cui l’almeno una coppia di secondi semiassi S2 deve essere azionata ad elevati regimi di rotazione, pur con un valore di coppia inferiore rispetto al valore di coppia massima Cm erogabile dal gruppo di propulsione 1 nella prima configurazione operativa, i mezzi di commutazione 14 possono essere commutati nella seconda configurazione operativa (configurazione triangolo). Secondo una versione della presente invenzione, l’azionamento dei mezzi di commutazione 14 può essere gestita in modo automatizzato dall’unità logica 17. Quest’ultima, sulla base del valore di coppia richiesta e del regime di rotazione dell’almeno una unità motrice elettrica 2 a cui tale richiesta avviene, determina la commutazione dei mezzi di commutazione 14 tra la prima e la seconda configurazione operativa, o viceversa.

A titolo esemplificativo ma non limitativo, l’unità logica 17 può commutare i mezzi di commutazione 14 nella prima configurazione operativa qualora sia richiesta una forte accelerazione a basse velocità di rotazione.

Nel caso, invece, in cui sia richiesta una coppia ridotta, ed inferiore rispetto ai valori di coppia massima erogabili dall’almeno una unità motrice elettrica 2, ed in presenza di elevate velocità di rotazione, l’unità logica 17 può commutare i mezzi di commutazione 14 nella seconda configurazione operativa.

Secondo una versione della presente invenzione, l’unità logica 17 può essere un PLC o un dispositivo similare adatto allo scopo.

Secondo una versione della presente invenzione, l’unità logica 17 è associabile in retroazione ai mezzi di controllo 13.

Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, l’azionamento dei mezzi di commutazione 14 può essere di tipo manuale.

In tal caso, l’azionamento dei mezzi di commutazione 14 tra la prima e la seconda configurazione operativa, e viceversa, è operabile manualmente da parte di un utilizzatore.

Secondo tale versione, l’unità logica 17 può fungere da ulteriore controllo del funzionamento dell’almeno un motore sincrono a riluttanza 3 a cui è associata. Secondo una ulteriore forma di realizzazione, il gruppo di propulsione 1 può essere operativamente associato ad almeno un assale folle S2’ di un veicolo terrestre V secondo modalità analoghe a quelle precedentemente descritte.

Come detto, il gruppo di propulsione 1 può essere integrato in un veicolo terrestre V comprendente una unità endotermica M, al fine di ridurre i consumi di quest’ultima. Inoltre, si osserva che il gruppo di propulsione 1 può operare in un campo di velocità più ampio rispetto a quello delle unità motrici elettriche di tipo noto, al punto che risulta in grado contribuire alla motricità del veicolo terrestre V stesso sostanzialmente per l’intero campo di velocità di impiego di quest’ultimo. In pratica, il gruppo di propulsione 1 garantisce una efficace motricità dell’almeno una coppia di secondi semiassi S2 o di almeno un secondo assale folle S2’.

Nel caso in cui il gruppo di propulsione 1 sia previsto a supporto di una unità endotermica M, la cilindrata e la potenza della stessa può essere, in quanto, parte della motricità del veicolo terrestre V può essere affidata al gruppo di propulsione 1 stesso, a vantaggio di una riduzione dei consumi di combustibile e di una riduzione del peso dell’unità endotermica M stessa.

Come detto, il gruppo di propulsione 1 può essere previsto a supporto di una unità endotermica M. Secondo tale versione, il gruppo di propulsione 1 può fungere da fonte di potenza ausiliaria per favorire ad esempio una pronta accelerazione del veicolo terrestre V quando richiesto.

Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, il gruppo di propulsione 1 può essere installato in veicolo terrestre T non motorizzato, quale ad esempio un rimorchio, un carrello da associare ad una motrice, o similare (si veda figura 6). Secondo tale versione, il gruppo per la propulsione 1 può essere associato ad un rimorchio T e, più precisamente, ad almeno una ruota e/o ad almeno una coppia di semiassi folli S2 e/o ad almeno un assale folle S2’ del rimorchio T.

Analogamente a quanto descritto per la precedente forma di realizzazione, il rimorchio T può comprendere almeno un sistema di accumulo/erogazione di energia elettrica B, non illustrato in dettaglio, atto a fungere fonte di accumulo e/o da sorgente di energia elettrica per il gruppo di propulsione 1 stesso.

Riprendendo quando descritto in precedenza, il gruppo di propulsione 1 può essere associato ad almeno una coppia di semiassi folli S2, accoppiati tra loro, e/o ad almeno un assale folle S2’ di un veicolo terrestre non motorizzato T (con riferimento rispettivamente a figura 4 o 5).

Qualora installato su un veicolo terrestre non motorizzato, quale ad esempio un rimorchio T, il gruppo di propulsione 1 può fungere da mezzo motore per lo stesso. A tal proposito, ad esempio, il gruppo di propulsione 1 può permettere la movimentazione di un rimorchio T posteggiato in un deposito, senza richiedere l’impiego di ulteriori mezzi o veicoli di locomozione per il traino del rimorchio T stesso.

Secondo una versione della presente invenzione, non illustrata in dettaglio nelle allegate figure, il gruppo di propulsione 1 potrebbe comprendere almeno una unità per il controllo remoto dell’almeno una unità elettrica 2. A tale scopo, il gruppo di propulsione 1 può comprendere mezzi per la comunicazione senza fili configurati per collegare operativamente tra loro l’almeno una unità di controllo con l’almeno una unità motrice elettrica 2.

Secondo una versione, non illustrata nelle allegate figure, l’almeno una unità di controllo può comprendere almeno una antenna o similare per la ricezione/trasmissione di dati.

In pratica, secondo tale versione, il funzionamento del gruppo di propulsione 1, e più precisamente l’azionamento dell’almeno una unità motrice elettrica 2, può essere controllato a distanza. Ad esempio, la movimentazione del rimorchio T può essere controllata a distanza tramite l’ausilio di opportuni mezzi di comando, quali un radiocomando o similare, configurati per interfacciarsi con l’unità di controllo attraverso la ricezione/trasmissione dati a distanza.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il gruppo di propulsione 1 può fungere da elemento di frenatura di almeno una ruota o di almeno una coppia di semiassi folli S2, accoppiati tra loro, o di almeno un assale folle S2’, e collaborare con un impianto di frenatura installato nel veicolo terrestre V, T.

Nel caso, infatti, in cui l’almeno una unità motrice elettrica 2 compresa nel gruppo per la propulsione 1 sia impiegata come generatore di corrente (fase di frenatura) provvede ad applicare una coppia resistente all’almeno una ruota e/o all’almeno una coppia di semiassi folli S2 e/o all’almeno un assale folle S2’ a cui è operativamente collegata, favorendone la frenatura.

Il gruppo di propulsione 1 secondo la presente invenzione permette quindi di utilizzare l’almeno una ruota e/o l’almeno una coppia di semiassi folli S2 e/o l’almeno un assale folle S2’ per fornire ulteriore motricità o frenatura ad un veicolo terrestre V, T, nell’ambito di una soluzione dall’elevata efficienza meccanica e di semplice attuazione rispetto alle soluzioni di tipo noto.

Nel gruppo per la propulsione 1, infatti, l’almeno una unità motrice elettrica 2 presenta un ampio regime di velocità di impiego all’interno del quale è in grado di erogare valori di coppia ottimali che corrisponde, sostanzialmente, al campo di velocità previsto per l’utilizzo del veicolo terrestre V, T. Pertanto, il gruppo di propulsione 1 non richiede l’impiego di cambi meccanici associati all’almeno una unità motrice elettrica 2, con il vantaggio di ridurre la complessità strutturale del gruppo di propulsione 1 stesso nonché i relativi costi di attuazione e manutenzione. Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, non illustrata nelle allegate figure, il gruppo di propulsione 1 può essere associato ad almeno un mozzo ruota di un veicolo terrestre per comandare l’azionamento in rotazione della stesso. Tale configurazione del gruppo di propulsione 1 può trovare impiego in sostanzialmente qualsiasi tipologia di veicolo terrestre, indipendentemente dalla complessità e dalle dimensioni dello stesso.

Secondo una versione della presente invenzione, a ciascuna ruota di un veicolo terrestre o solo ad alcune delle stesse può essere collegato un rispettivo gruppo di propulsione 1, motorizzando così tutte o solo alcune delle ruote del veicolo terrestre stesso, in funzione di specifiche esigenze di impiego.

Il gruppo di propulsione 1 secondo la presente invenzione, inoltre, potrebbe essere implementato in veicoli terresti preesistenti, favorendo un incremento della loro efficienza, in termini di consumo di carburante e delle prestazioni ottenibili dagli stessi.

Il gruppo di propulsione 1 secondo la presente invenzione consegue i vantaggi sopra indicati, con riferimento alla possibilità di erogare valori di coppia accettabili all’interno di un ampio intervallo di velocità rispetto a quello delle soluzioni di tipo noto. In particolare, il campo di velocità all’interno del quale il gruppo di propulsione 1 è in grado di operare efficacemente può corrispondere sostanzialmente all’intervallo di velocità previsto per l’impiego del veicolo terrestre su cui il gruppo di propulsione 1 è installato.

Il gruppo di propulsione 1 sopra descritto è suscettibile di numerose modifiche e varianti entro l’ambito di protezione delle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T), detto gruppo per la propulsione comprendendo almeno una unità motrice elettrica (2) operativamente collegabile ad almeno una ruota e/o ad almeno una coppia di semiassi folli (S2), detti semiassi folli (S2) essendo associabili tra loro, e/o ad almeno un assale folle (S2’) di detto veicolo terrestre (V, T), mezzi (B) per l’alimentazione elettrica di detto gruppo per la propulsione, caratterizzato dal fatto che detta almeno una unità motrice elettrica (2) comprende almeno un motore sincrono a riluttanza (3) del tipo assistito da magneti permanenti.
2. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un motore sincrono a riluttanza (3) comprende uno statore (6) dotato di avvolgimenti statorici (10) e di una sede centrale (7) per l’alloggiamento di un rotore (8), associato ruotabile a detto statore (6), detto rotore (8) presentando una pluralità di sedi sagomate (12) per l’alloggiamento di rispettivi magneti permanenti (11).
3. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 2, in cui detta almeno una unità motrice elettrica (2) è collegata direttamente, tramite detto almeno un rotore (8) di detto almeno un motore sincrono a riluttanza (3), a detta almeno una ruota e/o a detta almeno una coppia di semiassi folli (S2) e/o a detto almeno un assale folle (S2’).
4. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 2, comprendente almeno una trasmissione (4) per il collegamento di detta almeno una unità motrice elettrica (2) a detta almeno una ruota e/o a detta almeno una coppia di semiassi folli (S2) e/o a detto almeno un assale folle (S2’).
5. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 1, comprendente mezzi di commutazione (14) atti a commutare l’alimentazione di detto almeno un motore sincrono a riluttanza (3) tra una prima configurazione operativa ed una seconda configurazione operativa, e viceversa, per l’erogazione di coppia e potenza variabili in funzione del regime di rotazione di detto motore sincrono a riluttanza (3).
6. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 5, comprendente almeno una unità logica (17) per il controllo della commutazione di detti mezzi di commutazione (14).
7. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 1, in cui detto veicolo terrestre (V) è una motrice o comprende almeno una unità di propulsione (M) del tipo a endotermico o elettrico.
8. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 1, in cui detto veicolo terrestre (T) è un rimorchio o un veicolo non motorizzato comprendente almeno una coppia di semiassi folli (S2) tra loro accoppiati e/o almeno un assale folle (S2’).
9. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 1, in cui detta almeno una unità motrice elettrica (2) è operativamente collegata ad almeno un mozzo ruota di detto veicolo terrestre (V, T) per la sua motorizzazione.
10. Gruppo per la propulsione di un veicolo terrestre (V, T) secondo la rivendicazione 6, comprendente mezzi di comunicazione senza fili per la trasmissione/ricezione di dati, detti mezzi di comunicazione essendo operativamente collegati a detta unità logica (17) per controllare da remoto il funzionamento di detta almeno una unità motrice elettrica (2).