ایسنا/اصفهان نتایج حاصل از شبیه سازی استراتژی پیشنهادی در قالب یک پژوهش منجر به کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده مصرف انرژی در مقایسه با سایر روش های مدیریت انرژی شده است.

طراحی استراتژی مدیریت انرژی برخط، یکی از چالش های عمده در راستای توسعۀ خودروهای پیلسوختی است. استراتژی ارائه شده باید به خوبی پاسخگوی توان مورد نیاز خودروی پیلسوختی برای پیمایش مسیر، شتابگیری و شرایط مختلف رانندگی باشد و منجر به کاهش مصرف سوخت، افزایش طول عمر منابع توان و افزایش بازده کلی سیستم تغذیه شود.

افزایش نگرانی در زمینۀ تأمین انرژی مورد تقاضا، کمبود شدید منابع انرژی تجدیدناپذیر، مضرات زیست محیطی، آلودگی هوا در مناطق شهری و انتشار گازهای گلخانه ای سبب شده است تا توسعۀ صنعت حمل و نقل مبتنی بر منابع تغذیۀ پاک به عنوان یکی از راهکارهای ویژۀ کاهش نگرانی ها در این زمینه مطرح شود.

هر چند وسایل نقلیۀ الکتریکی محض، راه حلی بسیار مناسب در این زمینه به نظر می رسد، اما باتری های موجود در بازار قادر به تأمین انرژی مورد نیاز خودروهای الکتریکی محض برای مسافت های طولانی نیستند؛ بنابراین استفاده از سایر منابع تغذیه کمکی همانند ابرخازن، پیلسوختی و فتوولتائیک از جمله مواردی هستند که در راستای توسعۀ وسایل نقلیۀ پاک در نظر گرفته شده اند و بررسی ها نشان می دهد خودروی (FCEV) یک جایگزین ایده آل برای موتورهای الکتریکی پیلسوختی احتراق داخلی است.

در پژوهشی که توسط محمدرضا عزیزیان، احمد صادقی یزدانخواه و حامد فرهادی قریبه انجام شد، استراتژی مدیریت انرژی چند سطحی در خودروی پیلسوختی بر مبنای بازده ترکیبی باتری و شناسایی حالت عملکرد خودرو ارائه شد.

این پژوهش با هدف شناسایی دقیق حالت های مختلف عملکردی خودرو، تفکیک وضعیت شارژ باتری بر مبنای بازده ترکیبی و محاسبات ریاضی، تعیین میزان ارزش هر گرم سوخت هیدروژن مصرفی در تولید انرژی الکتریکی، سطح بندی توان تولیدی پیلسوختی، استخراج سریع اطلاعات مورد نیاز و توزیع بهینۀ توان با در نظر گرفتن بازده و طول عمر انجام شد.

در این مقاله یک استراتژی نوین مدیریت انرژی برخط چندسطحی ارائه می شود که مبتنی بر کنترل مد عملیاتی بوده و با هدف کمینه سازی مصرف معادل عمل می کند. همچنین شارژ باتری در نقطۀ بهینۀ پیلسوختی انجام می شود تا علاوه بر افزایش بازده کلی، پاسخگوی توان های لحظه ای بیشینه در زمان های بعدی باشد.

این استراتژی مجهز به باتری ارائه شده قادر به کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده انرژی است. این استراتژی از مفاهیم کاهش مصرف سوخت معادل، تنظیم مدهای عملکردی مختلف و کنترل ماشین حالت بهره برده و حالت دینامیکی خودرو و وضعیت شارژ باتری را به عنوان پارامترهای ورودی اساسی در مدیریت انرژی خودروی پیلسوختی در نظر گرفته است. از اینرو، استراتژی پیشنهادی می تواند در شرایط رانندگی برخط مورد استفاده قرار گیرد.

تعیین میزان ارزش هر گرم سوخت هیدروژن مصرفی در تولید انرژی الکتریکی، طبقه بندی حات مختلف حرکت خودرو و تفکیک وضعیت شارژ باتری بر اساس محاسبات ریاضی و تجزیه و تحلیل نتایج آماری در این مطالعه پیشنهاد شده است تا استراتژی پیشنهادی قادر به افزایش بازده انرژی باشد.

در استراتژی پیشنهادی، بهره برداری از پیلسوختی در چهار نقطه با بازده محلی بهینه (به همراه نقاط ابتدایی و انتهایی) برنامه ریزی شده است تا علاوه بر مبحث بازده، مصرف سوخت هیدروژن نیز کاهش یابد. همچنین وضعیت شارژ باتری نیز در تعیین شرایط بهره برداری بهینه از پیلسوختی لحاظ شده است. علاوه بر آن، حات دینامیکی مختلف خودرو نیز لحاظ شده اند و نقش مهمی در تعیین مدهای عملکردی ششگانه دارند.

نتایج حاصل از استراتژی پیشنهادی با نتایج روشهای DS-PSVM و کنترل فازی (بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک) مقایسه شد. مشاهده شد که در استراتژی پیشنهادی، میزان مصرف هیدروژن معادل کمترین مقدار را در مقایسه با سایر روش ها دارد.

در این مقاله، شناسایی دقیق حالت های مختلف عملکردی خودرو، تفکیک وضعیت شارژ باتری بر مبنای بازده ترکیبی و محاسبات ریاضی، تعیین میزان ارزش هر گرم سوخت هیدروژن مصرفی در تولید انرژی الکتریکی، سطح بندی توان تولیدی پیلسوختی، استخراج سریع اطلاعات مورد نیاز و توزیع بهینۀ توان با در نظر گرفتن بازده سبب دستیابی به یک استراتژی نوین مدیریت انرژی برخط چند سطحی شده که منجر به کاهش مصرف سوخت هیدروژن معادل شده است.

نتایج این پژوهش در نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژی دانشگاه کاشان در سال ۱۴۰۰ منتشر شد.

انتهای پیام