Presentazione del Corso di LM in Ing. dei Veicoli. Open Days Ingegneria Pisa 2021.

1. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Corso di Laurea Magistrale in
Ingegneria dei Veicoli
www.veicoli.ing.unipi.it
Open Days, Pisa, 18 Maggio
Prof. Marco Gabiccini
(presidente del Corso di LM)
Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale
www.veicoli.ing.unipi.it

2. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
Una delle 20 Lauree Magistrali in Ingegneria. Classe di Laurea LM-33 Ing. Meccanica.
Ingegneria dei Veicoli nata nell’a.a. 2002/03 dall’indirizzo «Veicoli» della Laurea VO in Ing. Meccanica
Accesso prevalentemente dalle Lauree Triennali di Ing. Meccanica, Aerospaziale ed Energia
www.veicoli.ing.unipi.it

3. Automobile:
• mezzo motorizzato più diffuso per la mobilità individuale
• strumento imprescindibile della nostra quotidianità
• ha un sempre più elevato contenuto tecnologico (dove convergono meccanica,
motoristica, elettronica, informatica, automatica, aerodinamica …)
Industria fondamentale per l’economia dei paesi industrializzati, associata a percentuali significative del PIL
(~7% PIL europeo). @Europa: 20 mln di auto nel 2018, 3.5 mln lavoratori (~11% del settore manifatturiero).
Anche se la pandemia ha causato nel 2020 una flessione nel settore automotive, si prevede una ripresa già nel
2021.
Forte espansione del settore delle auto ibride ed elettriche. Già nel 2020 le vendite delle full-hybrid sono
raddoppiate, passando dalle 110.024 del 2019 alle 223.321 del 2020.
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
Perché «focalizzarsi» sul veicolo?
www.veicoli.ing.unipi.it

4. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
Automobile è nata nel XIX secolo, ha visto un notevole sviluppo nel XX secolo sino ai giorni di oggi,
grazie allo sviluppo tecnologico in varie aree dell’ingegneria
(Ford primi modelli a inizio 1900, Fiat nasce nel 1899, Peugeot 1896, Mercedes 1902)
Crisi energetica ’73: attenzione ai consumi, miglioramento aerodinamica (Cx), rendimento (attriti,
rotolamento …)
Anni ’70 avvento dell’elettronica e dell’informatica (strumentazione, apparecchiature …): es.
controllo anticipo di accensione, elettro-iniettori, sistemi ABS e successivi, controllo emissioni,
sospensioni semi-attive, cambi automatici, sistemi GPS, navigatori e sistemi di comunicazione …
Anni 2000 – Sviluppo sostenibile: powertrain ibridi, veicoli elettrici …
Anni 2020 – EVs, ADAS, guida autonoma, ICTs, sviluppo infrastrutture veicoli elettrici …
www.veicoli.ing.unipi.it

5. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it
Cosa è un veicolo oggi?
Paradigma di sistema complesso
Quali sono i trend di sviluppo?
Ricerca di alto livello di tipo interdisciplinare e sviluppo di sistemi tecnologici affidabili e di largo impiego!

6. Miglioramentamento sicurezza passiva
• Airbag
• Cinture di sicurezza
• ABS, ASR, …
• …
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it
Test Euro NCAP 2022
Miglioramentamento sicurezza attiva
Safety pack mediante ADAS per prevenire incidenti
• Cruise control adattivo
• Avviso di collisione
• Sistemi di rilevamento pedoni
• Frenata automatica di emergenza
• Lane keeping warning/assistance
• Controllo intelligente fari LED
• Sistemi visione notturna
• …
1997
2022

7. Ingegnere dei Veicoli???
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
L’Ingegnere dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/galleria

8. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
Primo anno 60 CFU obbligatori
Formazione a carattere interdisciplinare MA … solida!
Semestre I
• Dinamica dei Veicoli (6 CFU), Massimo GUIGGIANI
• Analisi dei segnali e telemetria (6 CFU), Luca SANGUINETTI
• Sistemi logistico-produttivi per il settore automotive (6 CFU), Marcello BRAGLIA
• Metodi computazionali per l’analisi strutturale nei veicoli (6 CFU), Ciro SANTUS
• Metodi computazionali per la simulazione dinamica nei veicoli (6 CFU), Francesco FRENDO
• Sperimentazione nelle macchine (6 CFU), Lorenzo FERRARI
Semestre II
• Aerodinamica dei Veicoli (6 CFU), Giovanni LOMBARDI
• Controlli Automatici (6 CFU), Antonio BICCHI
• Calcolo Numerico (6 CFU), Paola BOITO
• Elettronica per i veicoli (6 CFU), Sergio SAPONARA

9. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
Semestre I + II = 33 CFU obbligatori
• Costruzioni Automobilistiche (9 CFU), Francesco BUCCHI
• Fondamenti di motori a combustione interna (6 CFU), Marco ANTONELLI
• Sistemi elettrici di bordo (6 CFU), Massimo CERAOLO e Giovanni LUTZEMBERGER
• Applicazioni dei motori a combustione interna (6 CFU), Stefano FRIGO e Luca MARMORINI
• Propulsione elettrica (6 CFU), Massimo CERAOLO
Semestre I + II = 12 CFU a scelta fra
Meccanica dei Robot (6 CFU), Marco GABICCINI
Progetto di Supporti e Dispositivi di Lubrificazione (6 CFU), Enrico CIULLI
Laboratorio di Dinamica dei Veicoli (6 CFU), Marco GABICCINI
Ricostruzione degli Incidenti Stradali (6 CFU), M. GUIGGIANI, A. PRATELLI, A. DEL CESTA
Partecipazione Formula Student (6 CFU)
Sviluppo di Prodotti Industriali (6 CFU), Mario D. SANTUCCI (Piaggio SpA)
Progetto e Sperimentazione di Motoveicoli (6 CFU), Luca CARMIGNANI (Piaggio SpA)
Sistemi di Trasporto (6 CFU), Antonio PRATELLI
Secondo anno 60 CFU = 33 CFU obbligatori + 12 CFU scelta + 15 CFU tesi

10. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
LM in Ingegneria dei Veicoli in sintesi – distribuzione dei 120 CFU complessivi
24
24
18
27
12
15
20% - Trazione Elettrica + Elettronica + Analisi Segnali
20% - Controlli + Aerodinamica + Calcolo Numerico
+ Sistemi Logistico-produttivi
15% - Meccanica Calda (Motori a Combustione + Sperim. Macchine)
22% - Meccanica Fredda
(Dinamica Veicolo + Prog. Assist.
e Sim. Din. + Costruzioni Autom.)
10% - A scelta
13% - Tesi di Laurea

11. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
Attività nell’ambito della «Meccanica Fredda»
24
24
18
27
12
15
20% - Trazione Elettrica + Elettronica + Analisi Segnali
20% - Controlli + Aerodinamica + Calcolo Numerico
+ Sistemi Logistico-produttivi
15% - Meccanica Calda (Motori a Combustione + Sperim. Macchine)
10% - A scelta
13% - Tesi di Laurea
22% - Meccanica Fredda
(Dinamica Veicolo + Prog. Assist.
e Sim. Din. + Costruzioni Autom.)

12. «Meccanica Fredda» - Progettazione componenti - Simulazione delle condizioni operative
Simulazione «virtuale» al calcolatore
Fa tutto da solo? NO!
(il ruolo dell’ingegnere è sempre fondamentale)
Come stimare le forze in gioco in un sistema
complesso?
1) Modellazione: capire gli aspetti importanti di un
fenomeno fisico in funzione di cosa ci interessa andare a
studiare.
2) Simulazione: riproduzione delle condizioni operative del
componente.
3) Analisi dei risultati: Analisi critica e decisione su
eventuali modifiche da apportare.
Laurea Magistrale in Ingegneria
dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/solide-

13. Simulazione virtuale al calcolatore
Fa tutto da solo? NO!
Come stimare la durata e l’affidabilità di un componente
di forma complessa?
1) Modellazione: capire gli aspetti importanti di un
fenomeno fisico in funzione di cosa ci interessa andare a
vedere.
2) Simulazione: riproduzione delle condizioni operative del
componente.
3) Analisi dei risultati: Analisi critica e decisione su
eventuali modifiche.
Laurea Magistrale in Ingegneria
dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/solide-
«Meccanica Fredda» - Progettazione componenti – Analisi strutturale

14. Progettazione di veicoli innovativi
Come realizzare un tipo di veicolo che ancora non esiste?
1a) Modellazione analitica: realizzare un modello funzionale del
veicolo e ricavare le equazioni dinamiche.
2) Simulazione: riproduzione delle condizioni operative del
sistema e dei suoi componenti.
3) Analisi e comparazione dei risultati: interpretazione critica e
decisione su eventuali modifiche.
1b) Modellazione numerica (multibody): realizzare un
modello più completo (e complesso) del veicolo.
Laurea Magistrale in Ingegneria
dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/solide-
«Meccanica Fredda» - Simulazione dinamica di veicoli completi

15. Laurea Magistrale in Ingegneria
dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/solide-
«Meccanica Fredda» - Simulazione dinamica di veicoli completi

16. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
24
24
18
27
12
15
20% - Trazione Elettrica + Elettronica + Analisi Segnali
20% - Controlli + Aerodinamica + Calcolo Numerico
+ Sistemi Logistico-produttivi
15% - Meccanica Calda (Motori a Combustione + Sperim. Macchine)
22% - Meccanica Fredda
(Dinamica Veicolo + Prog. Assist.
e Sim. Din. + Costruzioni Autom.)
10% - A scelta
13% - Tesi di Laurea
Attività nell’ambito della «Meccanica Calda»

17. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
Attività nell’ambito della «Meccanica Calda»
24
24
18
27
12
15
20% - Trazione Elettrica + Elettronica + Analisi Segnali
20% - Controlli + Aerodinamica + Calcolo Numerico
+ Sistemi Logistico-produttivi
15% - Meccanica Calda (Motori a Combustione + Sperim. Macchine)
10% - A scelta
13% - Tesi di Laurea
22% - Meccanica Fredda
(Dinamica Veicolo + Prog. Assist.
e Sim. Din. + Costruzioni Autom.)

18. Simulazione con software CFD (Computational Fluid
Dynamics)
Passo1 - Analisi della fluidodinamica interna di un
iniettore.
1) Modellazione: considerazione degli aspetti importanti
di un fenomeno fisico in funzione dell’oggetto dell’analisi.
2) Simulazione: riproduzione delle condizioni operative
del componente.
3) Analisi dei risultati: Interpretazione critica e decisione
su eventuali modifiche.
«Meccanica Calda» - Progettazione di componenti in Motori a Combustione Interna
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-

19. Passo2 - Analisi della fluidodinamica esterna di un
iniettore.
1) Modellazione: considerazione degli aspetti importanti di
un fenomeno fisico in funzione di cosa si deve esaminare.
2) Simulazione: riproduzione delle condizioni operative del
componente.
3) Analisi dei risultati: Interpretazione critica e decisione
su eventuali modifiche.
«Meccanica Calda» - Progettazione di componenti in Motori a Combustione Interna
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-

20. Passo3 – THINK BIG!
Analisi della fluidodinamica interna completa di un
motore.
Analisi dei risultati e validazione dei risultati : Le
simulazioni sono coerenti con i dati sperimentali?
SI NO
Trova l’errore e correggi il modello!
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
«Meccanica Calda» - Progettazione di Motori

21. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
24
24
18
27
12
15
20% - Trazione Elettrica + Elettronica + Analisi Segnali
20% - Controlli + Aerodinamica + Calcolo Numerico
+ Sistemi Logistico-produttivi
15% - Meccanica Calda (Motori a Combustione + Sperim. Macchine)
22% - Meccanica Fredda
(Dinamica Veicolo + Prog. Assist.
e Sim. Din. + Costruzioni Autom.)
10% - A scelta
13% - Tesi di Laurea
Attività nell’ambito della Trazione Elettrica e Ibrida

22. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
Attività nell’ambito della Trazione Elettrica e Ibrida
24
24
18
27
12
15
20% - Trazione Elettrica + Elettronica + Analisi Segnali
20% - Controlli + Aerodinamica + Calcolo Numerico
+ Sistemi Logistico-produttivi
15% - Meccanica Calda (Motori a Combustione + Sperim. Macchine)
10% - A scelta
13% - Tesi di Laurea
22% - Meccanica Fredda
(Dinamica Veicolo + Prog. Assist.
e Sim. Din. + Costruzioni Autom.)

23. Tematiche affrontate
• Architetture dei veicoli elettrici e ibridi.
• Gestione energetica dei veicoli ibridi.
• Analisi e valutazioni di impatto ambientale.
• Il sistema elettrico ausiliario dei veicoli a propulsione convenzionale.
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
Veicoli Elettrici e Ibridi – Sistemi elettrici di bordo
driver
requests
bus
DC
fuel
EPC EPC
Power Management Module (PMM)
PEGS PED
PRESS
EGS
ESS
mech.
power
primary converter electric drive
EM
PAUX
AUX
PU
PEGS*
Ωs*
TED*
SOC
ON/OFF
EGS = Electricity Generator System EPC = Electronic Power Conditioner
EM = Electrical Machine ESS = Energy Storage System
Fuel (and emission)
optimisation
algorithm
Load forecast
Driver input
interpretation
High
Normal
Low
PEGS*
Ωs* SOC
ON/
OFF PU
Ppaf
SOC*
driver
requests
driver
long-term
intention
other
signals
TED
*
PMM

24. train A
I
ESS 2
ESS 1 ESS 3
train B
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-
Veicoli Elettrici e Ibridi – Propulsione elettrica
Tematiche affrontate
• Architettura del sistema ferroviario e della circolazione
ferroviaria.
• Funzionamento dei principali componenti elettrici
veicolari: accumulatori, macchine elettriche, convertitori,
sistemi a fuel-cells.

25. • Modellazione e simulazione di
componenti elettrici.
• Modellazione e simulazione di
veicoli a propulsione elettrica
e ibrida.
Veicoli Elettrici e Ibridi / Laboratorio Dinamica Veicolo – Simulazioni
numeriche multi-dominio / Controllo mediante MPC
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
www.veicoli.ing.unipi.it/piano-

26. - Studenti progettano, realizzano e mettono in pista una vettura a
ruote scoperte
- Campionato internazionale cui partecipano circa 500 team
universitari
- Attività riconosciuta in termini di 6 CFU a scelta
Si acquisisce esperienza sul campo già @UniPi !
E-Team Squadra Corse Pisa
http://eteamsquadracorse.unipi.it/
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/formula

27. • Ottobre-Gennaio: Progettazione vettura
• Febbraio-Giugno: Realizzazione vettura e test
• Luglio-Settembre: Gare (partecipazione volontaria)
Trasmissione
finale
1 studente
Pedaliera +
impianto frenante
1 studente
Telaio
1 studente
Sistema sterzo +
comandi volante
1 studente
Ergonomia abitacolo
1 studente
Sospensioni +
gruppi ruota
3 studenti
Esame SAE
Progetto CA
Esempio attività Formula SAE 2014-15
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/formula

28. • industrie produttrici di veicoli (auto, moto, treni, …)
• mondo delle corse (auto, moto, …)
• industrie produttrici di componenti (serrature, alzacristalli, iniettori, pompe olio/acqua …)
• aziende di trasporto (ferrovie, metropolitane, trasporti urbani)
• ruoli tecnici e gestionali negli enti statali e nelle amministrazioni locali
• libera professione come consulenti e nei rami assicurativo e legale
• ricerca & sviluppo e carriera accademica
Rapida collocazione nel mondo del lavoro in molteplici ambiti
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/statistic

29. Corso di guida sicura
Dinamica dei Veicoli e Laboratorio di dinamica dei veicoli
25-30 studenti partecipano ogni anno ed imparano sul campo:
• posizione corretta di guida
• evitamento ostacolo con e senza ABS
• frenata differenziata con e senza ABS
• slalom
• traiettorie di curva con e senza ESP
• controllo del sovrasterzo con skid car
Saper mettere in atto manovre appropriate, basate su decisioni consapevoli supportate dalla teoria
Attività correlate
Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/corso-

30. Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli
Open Days, Pisa, 18 Maggio
https://www.veicoli.ing.unipi.it/come-
Dai forma alla tua passione!
Visita il nostro sito web: www.veicoli.ing.unipi.it
Presidente: marco.gabiccini@unipi.it