مدیریت هوشمند باتری و سدیم گوگردی در خودروی گازی و برقی توسط شبکه های عصبی

فرمت فایل:PDF

تعداد صفحه:118

چکیده :

آلودگی هوای کلان شهرها و چالش در تهیه بنزین مهم ترین عوامل رویکرد به استفاده از خودروهای با سوخت جایگزین بوده اند. وانگهی خودروهایی که تنها یکی از این منابع را به کار می گیرند، به علت کمبود قدرت و انرژی تحویلی، عوام پسند نبوده اند. راهکار ماهرانه، ادغام این منابع با موتورهای درون سوز متداول است. در این رساله، خودروی پریوس ساخت تویوتا مبنا قرار گرفته است و با اعمال تغییرات مناسبی، طرح ساخت خودرویی با موتور درونسوز EF7 ساخت ایران خودرو به همراه باتری سدیم – گوگردی بررسی شده است که مزایای متعددی از جمله کاهش مصرف سوخت و آلودگی و بهبود کارایی را ارائه می دهد. چهار زیر سیستم بررسی شده اند: موتور درون سوز، الکتروموتورها، میکرو کنترلرها و مبدل ها. الکتروموتورها در سرعت آرام تنها نیروی محرکه هستند، در سرعت های بالا به کمک موتور درون سوز می شتابند و گاهی به عنوان دینام شارژ کننده باتری استفاده می شوند. همچنین هنگام ترمزگیری باعث برگشت انرژی به باتری می شوند. بنابراین، جریان مستقیم باتری باید توسط مبدل هایی که از میکرو کنترلر فرمان می گیرند برای تغذیه الکتروموتور مدوله شود. باتری عنصر اصلی تمام ماشین های مختلط است، زیرا سرمایه گذاری اولیه، هزینه جاری و کارایی را تعیین می کند. از شبکه های عصبی جهت کنترل زاویه آوانس موتور درونسوز، کنترل الکتروموتور و مدیریت باتری استفاده شده است. کنترل برداری موتور القایی توسط DSP نیز ارائه شده است. نهایتا کل خودروی پیشنهادی شبیه سازی شده است.

ازدیاد سرسام آور تعداد خودروها در ایران و جهان، چالش هایی چون آلودگی محیط زیست و بخصوص اثر گلخانه ای حیات در کره خاکی را به دغدغه کشانده است. فراوری و مصرف بنزین و گازوئیل باعث آلودگی شدید محیط زیست و بروز امراض صعب العلاج انسانی گردیده است. حتی پرفسور لاولاک مرگ 80% انسان ها به علل ناشی از اثرات استفاده از سوخت های فسیلی را تا سال 2040 میلادی اجتناب ناپذیر پیش بینی کرده است. وانگهی نفت فلات قاره ایران سنگین است و واردات بنزین برای دولت دغدغه آفرین بوده است. علاوه بر این بازده خودروهای متداول بنزینی و گازوئیلی کمتر از 20% است؛ با لحاظ راه بندان در کلان شهرها به ویژه تهران، بازده آنها باز هم کاهش نشان می دهد. همچنین مصرف آنها زیاد است و با فرسودگی موتور درونسوز بیشتر هم می شود و نیز هزینه و زمان تعمیر و نگهداری آنها زیاد است. راه حل ماهرانه، اختلاط قدرت و انرژی منابع مزبور است؛ به نحوی که با لحاظ امکانات کشور و بررسی مهندسی، خودرویی بهره ور ارائه شود. گاز طبیعی فشرده، انواع باتری های شیمیایی و آفتابی، پیل های سوختی، خازن های سترگ و حتی نیروی عضلانی برخی از منابع انرژی جایگزین هستند.

در فصل اول، ابتدا مزایای خودروهای برقی مختلط بیان شده است و خودروی پریوس به عنوان مبنایی برای رساله معرفی شده است. سپس برای کاهش مصرف سوخت از شبکه های عصبی برای تنظیم زاویه پیش برق (آوانس) بهره گرفته شده است.

در فصل دوم ابتدا این سوال مطرح گردیده است که چرا بهتر است باتری سدیم – گوگردی را به کار بست. از آنجا که منابع فنی باتری مزبور کمیاب هستند، قوانین کلی حاکم بر باتری ها بیان و شبیه سازی گردیده اند.

در فصل سوم مشخصات باتری سدیم – گوگردی و نوع باتری زبرا ارائه شده اند.

در فصل چهارم دلایل و روش استفاده از شبکه های عصبی ذکر شده اند و سپس شبکه های MLP و RBF اعمال و مقایسه شده اند.

در فصل پنجم، نوعی روش کنترل برداری موتور القایی توسط شبکه های عصبی ارائه و شبیه سازی گردیده است. سپس برنامه پیاده سازی آن توسط DSP تهیه شده است.

در فصل ششم مدل اصلاح یافته خودروی پریوس در یک مسیر شبیه سازی شده است. به علاوه بیان کدی سیستم اداره خودرو آمده است.

انواع برنامه های زیر به کار رفته اند:

– برنامه های کاربردی در m_file نرم افزار Matlab (با پسوند m مانند P7.m)

– برنامه های شبیه سازی در محیط Simulink (با پسوند mdl)

– برنامه های محیط PSpice (با پسوند cir)

– داده های عددی خروجی برنامه ها (با پسوند txt)

– فایل کتابخانه ای پشتیبانی زمان اجرا برای تراشه DSP هدف (با پسوند lib)

– برنامه های منبع به زبان C (با پسوند c)

– پروژه های ذخیره شده در CSS (با پسوند pjt)