28280

مديريت انرژي در خودرو هاي مجهز به سردخانه

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك گرايش تبديل انرژي

1399

1401/12/24

سمانه قندهاريون

مهندسي مكانيك

نياز روزافزون به خودروهاي مجهز به زنجيره سرد به جهت حمل و نقل مواد فاسد شدني باعث افزايش بيش از پيش توليد آلايندگي در محيط زيست شده است. در اين راستا، يكي از راه‌حل‌هاي پيش‌بيني شده در بخش حمل و نقل براي وابستگي كمتر به سوخت‌هاي فسيلي و انتشار گازهاي گلخانه‌اي كمتر، جايگزيني وسايل نقليه موتور احتراق داخلي با وسايل نقليه هيبريدي-پيل‌سوختي است. با توجه به اينكه محققان در سال‌هاي اخير به مطالعه خودرو‌هاي احتراق داخلي مجهز به زنجيره سرد توجه بيشتري داشته‌اند و بررسي خودروهاي هيبريدي-پيل سوختي يخچال‌دار كمرنگ بوده است، در تحقيق حاضر به مدل‌سازي و مديريت انرژي يك خودرو سواري سنگين مجهز به سيستم تبريد براي حمل مواد فاسد شدني پرداخته مي‌شود. به منظور استخراج نتايج دقيق و قابل اعتماد ابتدا به استخراج چرخه رانندگي جزيره كيش پرداخته شده است و سپس مدل‌سازي سيستم پيشرانش اين خودرو انجام مي‌شود. توان لازم براي عملكرد خودرو توسط پيل سوختي توليد شده و سپس براي تأمين توان مورد نياز موتور الكتريكي خودرو و كمپرسور سيستم تبريد در باتري‌هاي ولتاژ بالا و پايين ذخيره مي‌شود. حداكثر توان توليدي استك 75 كيلووات گزارش مي¬شود. در قسمت مديريت انرژي اين تحقيق چگونگي تأمين توان موتور الكتريكي توسط سيستم‌هاي توليد و ذخيره انرژي مشخص مي‌شود و همچنين شرايط شارژ باتري‌ها توسط سيستم پيل سوختي مورد بحث قرار مي‌گيرد. ميزان اتلاف حرارتي از ديواره‌ها به ميزان 63/1 كيلووات گزارش مي¬شود و به منظور كاهش مصرف الكتريسيته توسط كمپرسور استراتژي مديريت حرارتي تعريف شده است. در فاز آخر پژوهش با استفاده از الگوريتم ژنتيك به بهينه‌سازي مصرف هيدروژن و كاهش حرارت توليدي استك نسبت به سيستم‌هاي متداول استفاده شده در خودروهاي هيبريدي پيل سوختي با شرايط فيزيكي مشابه پرداخته شد. به اين منظور تعداد سلول‌هاي بكار رفته در استك به عنوان پارامتر ورودي، سطح شارژ باتري به عنوان پارامتر وابسته و مينيمم ميزان حرارت توليدي استك به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شد. پس از اتمام فرآيند تعداد بهينه سلول‌هاي پيل سوختي 324 عدد گزارش شد كه باعث كاهش مصرف هيدروژن تا 13 گرم در مسافت طي شده در طي چرخه رانندگي جزيره كيش و افزايش 20 كيلومتر به برد پيمايش خودرو مي‌گردد.

1402/02/25

energy management of fuel cell vehicles in cold chain

3/14/2024 12:00:00 AM

The growing need for vehicles equipped with cold chains to transport perishable materials has caused an increase in the production of pollution in the environment. In this regard, one of the anticipated solutions in the transportation sector for less dependence on fossil fuels and less greenhouse gas emissions is the replacement of internal combustion engine vehicles with hybrid-fuel cell vehicles. Considering that in recent years researchers have paid more attention to the study of internal combustion vehicles equipped with a cold chain, and the investigation of hybrid-fuel cell refrigerated vehicles has been scarce, in the present research, the modeling and energy management of a heavy passenger vehicle equipped with a refrigeration system for transportation Perishable materials are paid. In order to extract accurate and reliable results, the driving cycle of Kish Island has been extracted first, and then the propulsion system of this car is modeled. The power required for the operation of the car is produced by the fuel cell and then stored in high and low voltage batteries to provide the required power of the car's electric motor and refrigeration system compressor. The maximum production power of the stack is reported to be 75 kW. In the energy management part of this research, how to supply the power of the electric motor by energy production and storage systems is determined, and the charging conditions of the batteries by the fuel cell system are also discussed. The amount of heat loss from the walls is reported as 1.63 kW, and in order to reduce the electricity consumption by the compressor, a thermal management strategy has been defined. In the last phase of the research, using the genetic algorithm, hydrogen consumption optimization and the reduction of stack heat generation compared to conventional systems used in fuel cell hybrid vehicles with similar physical conditions were discussed. For this purpose, the number of cells used in the stack was considered as an input parameter, the battery charge level as a dependent parameter, and the minimum amount of heat produced by the stack as the objective function. After the completion of the process, the optimal number of fuel cell cells was reported to be 324, which reduces hydrogen consumption by 13 grams in the distance traveled during the driving cycle of Kish Island and increases the range of the car by 20 kilometers.

خودروهاي پيل سوختي , زنجيره سرد , مديريت انرژي , بهينه سازي مصرف سوخت

fuel cell vehicles , cold chain , energy management , fuel consumption optimization

poorya asadbagi

samane ghandehariun