28437

شبيه‌سازي خودروي هيبريد الكتريكي با هدف مطالعه عمر باتري

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك- طراحي كاربردي ـ ديناميك كنترل

1398

1401/7/19

مرتضي منتظري قهجاورستاني

دانشكده مهندسي مكانيك

طي ساليان اخير، با افزايش آلودگي هوا و همچنين استفاده فراوان از منابع انرژي تجديدناپذير، بهره‌گيري از خودروي‌هاي الكتريكي توجه بسياري از خودروسازان را به سمت خود جلب كرده است. در اين بين، خودرو‌هاي هيبريد الكتريكي با هدف كاهش استفاده از سوخت‌هاي فسيلي و همچنين كاهش هزينه سوخت خودرو‌ها، مورد تحقيق و بررسي گسترده قرار گرفته است تا چالش‌هاي موجود در مراحل توسعه و ساخت و بازاريابي اين خودرو‌ها را برطرف كنند. اين چالش‌ها شامل پيچيدگي طراحي خودرو‌هاي هيبريد الكتريكي در مقايسه با خودرو‌هاي بنزيني، مشكلات موجود در رويه شارژ اين خودرو‌ها و همچنين هزينه‌هاي كلان ناشي از تعويض باتري به علت فرسايش غيرقابل اجتناب باتري‌هاي مورد استفاده در خودرو‌هاي هيبريد مي‌باشد. در اين پايان‌نامه، ابتدا عوامل مؤثر بر فرسايش باتري و همچنين معيار‌هاي اندازه‌گيري عمر باتري مورد مطالعه قرار گرفته و سپس يك مدل عمر چرخه‌اي براي محاسبه عمر باتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در ادامه، شبيه‌سازي يك خودروي هيبريد الكتريكي پلاگ-اين انجام يافته و تأثير سيكل رانندگي بر عمر باتري مورد بررسي قرار گرفته و در نهايت دو نوع سيستم مديريت انرژي از نوع adaptive-ECMS و fuzzy با هدف كاهش همزمان مصرف سوخت و فرسايش باتري طراحي و نتايج اين دو سيستم مديريت انرژي با يكديگر مقايسه مي‌شوند. در نهايت از نتايج شبيه‌سازي نتيجه‌گيري مي‌شود كه استراتژي fuzzy به دليل مصرف سوخت پايين‌تر مناسب مناطقي مي‌باشد كه قيمت سوخت بالاتر بوده و از استراتژي adaptive_ECMS در مناطقي كه قيمت باتري داراي اهميت بيشتري است مي‌توان استفاده نمود.

1402/03/17

Simulation of a Hybrid Electric Vehicle with purpose of studying battery life

10/11/2023 12:00:00 AM

In recent years, regarding increasing air pollution and significant usage of non-renewable energy sources, utilizing electric vehicles have drawn attentions of car companies. Hybrid electric vehicles(HEVs), with purpose of reducing the consumption of fossil fuels and energy expenditures, have been the subject of tremendous amount of researches in order to deal with existing challenges in production and marketing of HEVs. These challenges consist of complex design of HEVs in comparison with conventional vehicles, problems lying under charging procedure and exorbitant prices of inevitable battery exchange of electric vehicles. In this thesis effective factors of battery degradation and battery life criteria have initially been discussed. Then a semi-empirical cycle life model of Li-ion battery have been used to measure battery degradation. Following this, a plug-in hybrid vehicle is modeled using ADVISOR environment and the effect of driving cycle on battery life has been discussed. Finally, two types of energy management system (Adaptive-ECMS and fuzzy) have been developed and results of each strategy have been compared. Eventually, it can be concluded observing the simulation results that fuzzy strategy, due to its lower fuel consumption, is suitable to be used in areas where fuel cost is more significant and Adaptive-ECMS can be used where battery cost is more important.

خودروي هيبريد الكتريكي , عمر باتري , سيستم مديريت انرژي , كنترل , بهينه سازي

hybrid electric vehicle , battery life , energy management system , control , Optimization

Ali Ghahramani

Dr. Morteza Montazeri