Studio di un modello di simulazione per lo scambio termico con l'ambiente esterno dei motori elettrici di un carrello elevatore

Questa tesi nasce dalla collaborazione tra l'Università di Bologna e Toyota Material Handling Manufacturing Italy (TMHMI) e si inserisce nel contesto dello sviluppo del carrello elevatore elettrico X380 in versione "high performance". L’obiettivo principale è l’analisi dello scambio termico tra i componenti dell’assale anteriore del carrello e l’ambiente esterno, con particolare attenzione all’ottimizzazione del sistema di raffreddamento per prevenire il surriscaldamento dell’inverter e del motore elettrico. Per raggiungere questo obiettivo, è stato sviluppato un modello numerico basato sulla fluidodinamica computazionale (CFD) utilizzando il software open-source OpenFOAM. La simulazione è stata applicata per analizzare il comportamento termico dell’inverter, del motore e del condotto di raffreddamento con ventole, valutando l’efficacia della configurazione adottata. L’ottimizzazione della mesh e la verifica della convergenza numerica sono state eseguite per garantire l’accuratezza dei risultati e il confronto con i dati sperimentali forniti da TMHMI. Lo studio si inserisce in un più ampio processo di digitalizzazione e innovazione, mirando all’integrazione di OpenFOAM nel workflow aziendale. L'uso di software open-source ha permesso di ridurre i costi di licenza rispetto ai tradizionali strumenti commerciali, offrendo al contempo maggiore flessibilità nella personalizzazione dei modelli. I risultati ottenuti evidenziano un’ottima dissipazione termica grazie all’adozione di un sistema di raffreddamento forzato tra inverter e motore. Il confronto tra simulazioni e test sperimentali ha confermato la validità del modello, dimostrando la sua capacità di riprodurre fedelmente il comportamento termico del sistema e fornendo indicazioni utili per ottimizzazioni future. In conclusione, questo lavoro dimostra come l’utilizzo della CFD possa contribuire in modo significativo alla progettazione e validazione di soluzioni ingegneristiche avanzate.