بهينه سازي همزمان سايزينگ و استراتژي كنترلي خودروي هيبريد پلاگين

دكتري

با توجه به نگراني هاي روزافزون در مورد انتشار گازهاي گلخانه¬اي از يك سو و منابع محدود سوخت¬هاي فسيلي از سوي ديگر، خودروهاي هيبريد الكتريكي مورد توجه قرار گرفته¬اند. خودروي هيبريد الكتريكي پلاگين (PHEV) با توجه به دو منبع انرژي قابل شارژ مستقل و نتايج قابل توجهي كه براي كاهش آلايندگي و بهبود سوخت در چرخه رانندگي واقعي ارائه مي دهد، جايگاه ويژه¬اي بدست آورده است. عملكرد خودروي هيبريد پلاگين عمدتاً تحت تاثير مديريت انرژي و سايزينگ اجزاي سيستم انتقال قدرت مي باشد. بنابراين ايده بهينه-سازي همزمان سايزينگ و مديريت انرژي خودروي هيبريد پلاگين مي¬تواند منجر به بهبود اقتصاد سوخت و كاهش آلاينده¬ها گردد. در اين رساله، بهينه¬سازي همزمان استراتژي كنترلي و سايزينگ اجزا سيستم انتقال قدرت خودروي هيبريد پلاگين در شرايط مختلف رانندگي ارائه و پياده¬سازي شده است. بدين منظور ابتدا مدل¬سازي خودروي هيبريد پلاگين با در نظر گرفتن ساختار موازي، مودهاي عملكردي خودروي هيبريد پلاگين و استفاده از نمودار مشخصه موتور احتراقي بر مبناي داده‌هاي تست موتور و همچنين سيكل رانندگي واقعي خودرو و مدل باتري ليتيومي انجام شده و با نتايج تست واقعي يك خودرو هيبريدي صحه¬گذاري شده است. آنگاه سايزينگ يك خودروي هيبريد پلاگين براي اجزاي سيستم انتقال قدرت انجام شده و سپس استراتژي كنترلي فازي براي مود عملكردي تركيبي خودرو در شرايط مختلف رانندگي ارائه شده است. نهايتاً بهينه¬سازي همزمان چند هدفه¬ي مقيد استراتژي كنترلي و سايزينگ اجزاي سيستم انتقال قدرت با بكارگيري الگوريتم بهينه¬سازي ژنتيك در شرايط مختلف رانندگي بگونه¬اي انجام شده است كه مصرف سوخت، آلايندگي و هزينه¬هاي جاري خودرو با در نظر گرفتن سطح شارژ باتري و تامين شرايط ديناميك طولي خودرو، كاهش يابد. شبيه¬سازي الگوريتم بهينه-سازي همزمان استراتژي كنترلي و سايزينگ با مصالحه بين توابع هدف آلايندگي و هزينه، تابع قيد (عملكرد ديناميكي خودرو) و مشخص كردن متغيرهاي بهينه¬سازي، نشان مي¬دهد كه در نظر گرفتن تاثير متقابل پارامترهاي استراتژي كنترلي و سايزينگ خودرو، تاثير قابل ملاحظه¬اي در طراحي بهينه خودروي هيبريد پلاگين و عملكرد آن دارد. نتايج نشان مي¬دهد كه در الگوريتم بهينه¬سازي همزمان، هرچند افزايش تعداد متغيرهاي بهينه¬سازي باعث افزايش زمان همگرايي و پيچيدگي بهينه¬سازي مي¬گردد، ولي مصرف سوخت، آلايندگي و هزينه جاري خودرو با در نظر گرفتن عمر باتري در شرايط مختلف رانندگي به ترتيب تا 9%، 6% و 7% كاهش مي¬يابد. نهايتاً تاثير پارامترهاي مختلف خودرو و شرايط ترافيكي با رويكرد همزمان هزينه و عملكرد بررسي شده، كه نشانگر قابليت تطبيق¬پذيري خودرو هيبريد پلاگين طراحي شده در شرايط مختلف، مي¬باشد.

195030

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - ديناميك، كنترل و ارتعاشات

دكتر مرتضي منتظري