Modeling and simulation of a hybrid electric vehicle powertrain system based on 2026 FIA Formula 1 regulations

diplomski rad

• Naslov (hrvatski): Modeliranje i simulacija pogona hibridnog električnog vozila na temelju FIA pravilnika Formule 1 za 2026 godinu
• Autor: Luka Preksavec
• Mentor: Mihael Cipek (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2025-02-10, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

Powertrain simulation plays a crucial role in the vehicle development process, particularly for
high-performance vehicles such as those used in Formula 1. It provides a virtual environment for
developing prototypes, enabling performance assessments without the need for excessive time,
cost, and material investments.
Depending on the regulatory requirements, the high-level powertrain model is created and
evaluated on a simulation of a real-life race event. An industry standard simulation tool GT-SUITE
was used to model and simulate the powertrain model. The model has a strong foundation in
Computational Fluid Dynamics (CFD) and Heat Transfer methods to assess both thermal and
racing performance, as the power output of a hybrid electric vehicle is closely tied to internal
temperatures within the electric components of the powertrain unit.
Simulation results demonstrate that powertrain performance is greatly influenced by thermal
management defined by component design and energy restrictions defined in regulations. Also, it
can be concluded that the new powertrain concept for 2026 season will be sufficiently powerful to
keep the pace with the current generation of cars.

Sažetak (hrvatski)

Simulacija sustava pogona igra ključnu ulogu u procesu razvoja vozila, osobito za vozila visokih
performansi poput onih koja se koriste u Formuli 1. Ona pruža virtualno okruženje za razvoj
prototipova, omogućujući analizu performansi bez potrebe za velikim ulaganjem vremena, novca
i materijala.
Ovisno o regulatornim zahtjevima, model pogonskog sklopa izrađen je i analiziran na primjeru
simulacije stvarne utrke. Za modeliranje i simulaciju pogonskog sklopa korišten je industrijski
standardni alat GT-SUITE kod kojeg modeli imaju snažno uporište u metodama računalne
dinamike fluida i prijenosa topline. Ove metode omogućuju procjenu termalnih i trkaćih
performansi, budući da je izlazna snaga hibridnog električnog vozila usko povezana s
temperaturama unutar elektroničkih komponenti pogonskog sklopa.
Rezultati simulacije pokazuju da performanse pogonskog sklopa uvelike ovise o temperaturnoj
regulaciji definiranoj dizajnom komponenti i energetskim ograničenjima koja propisuju regulacije.
Također, može se zaključiti da će novi koncept pogonskog sklopa za 2026. godinu biti dovoljno
snažan da drži korak s trenutnom generacijom vozila.

• Ključne riječi: Powertrain; Modeling; Simulation; System Engineering; Formula 1; GT-SUITE
• Ključne riječi (hrvatski): pogonski sklop; modeliranje; simulacija; sistemsko inženjerstvo; Formula 1; GT-SUITE
• Jezik: engleski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:986824
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; smjerovi: Konstrukcijski smjer, Procesno-energetski smjer, Proizvodni smjer, Inženjersko modeliranje i računalne simulacije, Brodostrojarski smjer, Industrijsko inženjerstvo i menadžment, Inženjerstvo materijala, Mehanika i robotika, Autonomni sustavi i računalna inteligencija, Mehatronika i robotika; Smjer: Inženjersko modeliranje i računalne simulacije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (univ. mag. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Rad dostupan nakon; Datum isteka embarga: 2027-02-10
• Datum i vrijeme pohrane: 2025-01-29 11:39:17