PO 446

74 progettare 446 • maggio 2022 SOFTWARE nelle prestazioni e nello sviluppo del pro- dotto, nelle operazioni di produzione e nel supporto del ciclo di vita. Prevedere il comportamento acustico Come è noto i veicoli elettrici sono mol- to più silenziosi di quelli dotati di un motore a combustione interna (Internal Combustion Engine ICE), presentano co- munque proprie problematiche in termini di rumore, vibrazioni e comportamenti non confortevoli (Noise, Vibration and Harshness NVH). Il rumore interno è ca- ratterizzato da un tono ad alta frequenza accoppiato a una base con frequenze indipendenti che sono spesso percepiti come fastidiosi. L’utilizzo di elettronica di potenza con i relativi controlli (PVM) produce andamenti dei suoni con speci- fichemodulazioni. Contemporaneamente si manifestano le tradizionali sorgenti di rumore quali in vento, il rotolamento degli pneumatici, il rumore delle pompe olio, dell’alternatore, dell’impianto HVAC e dal sistema di trasmissione che non sono più mascherati dal rumore dominante generato dal tradizionale motore ICE. La mancanza di questa mascheratura rende evidente la percezione negativa per gli utilizzatori di un suono con segnale com- plesso. In aggiunta, la ricerca di maggiori prestazioni spinge verso l’alleggerimento del corpo del veicolo enfatizzando così le problematiche NVH. L’assenza di rumori all’esterno del veicolo comporta inoltre una serie di problematiche, soprattutto nelle aree urbane, riguardanti la sicurezza della circolazione, dei pedoni e di altri u- tilizzatori delle strade. La soluzione scelta è quella di avvertire i pedoni con suoni di allerta che generano rumore a loro volta. Uno dei migliori approcci per affrontare i complessi problemi NVH è isolare per ogni argomento ciò che può essere con- siderato il componente sorgente, traspor- to e ricevente, questa schematizzazione aiuta a identificare le cause e i possibili rimedi progettuali. Le sorgenti sonore In un veicolo convenzionale la principa- le sorgente di rumore è rappresentata dal motore ICE. Data la sua assenza il livello di rumorosità di un veicolo ibrido ed elettrico (Hybrid and Electric Vehicles HEV) è decisamente più bassa ma al con- tempo più complessa. Dobbiamo quindi considerare nuove tipologie di sorgente come il motore elettrico e l’elettronica di potenza che sono caratterizzate da dif- ferenti condizioni operative e di rumore rispetto a quelle tradizionali. A queste si aggiunge anche il fenomeno legato alla presenza dell’inverter (Variable Speed Drive VSD), che regola la velocità del motore elettrico, caratterizzato da una tipica struttura armonica composta da una o più frequenze centrali accoppiate a coppie di bande laterali funzione della velocità. Un ulteriore disturbo è generato dalla variazione del campo magnetico durante la fase di spinta dei motori o in quella rigenerativa in frenata. Tutti questi rumori sono percepiti nell’abitacolo come uno sgradevole sibilo acuto o fischio. Come abbiamo anticipato, l’assenza della mascheratura dell’ICE rende udibili anche i suoni emessi da altri componenti quali: trasmissione, impianto di climatizzazione, ventole, pompe, e pneumatici, tutte queste sorgenti vanno considerate nella fase di progettazione. I fenomeni descritti per gli HEV hanno un comportamento transitorio con cambi di velocità estremamente veloci durante le accelerazioni e con variazioni di ampiezza per accelerazioni e frenature. Per tenere in considerazione tutte queste varianti, caratterizzate da un comporta- mento molto complesso, sono necessarie tecnologie diverse rispetto a quelle utiliz- zare per gli ICE. I nuovi metodi devono studiare strutture armoniche complesse consistenti in gruppi di componenti carat- terizzati da frequenze base accoppiate o indipendenti, con ordini molto ravvicinati e intrecciati e con profili di variazione veloci nelle diverse condizioni operative. Esempio di andamento del rumore prodotto da un motore elettrico.