بخشی از مقاله
چکیده
اقتصاد جهانی در حال تلاش به سمت انرژی های پاک در برابر تغییرات آب و هوا می باشدصنعت خودرو سازی به تحقیق و بهبود بهره وری در اتومبیل، سیستم خودروی هیبریدی پیشنهاد شد که قابلیت کاهش مصرف سوخت در حالی که عملکرد خودرو تغییر نکند خودروی هیبردی دارای دو مبدل انرژی است که معمولا شامل موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی است. جهت کارکرد بهینه خودرو باید بین واحدهای تولید کننده توان کنترل مناسب صورت گیرد.
در مقاله از کنترل کننده ژنتیک-فازی برای کنترل سیستم انتقال قدرت خودرو استفاده شده است. کنترل کننده ژنتیک -فازی شامل یک کنترل کننده فازی است که پارامترهای آن توسط الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است. هدف بهینه سازی کمینه کردن مصرف انرژی و آلایندگی بطور همزمان است. عملکرد کنترل کننده بر روی دو سیکل رانندگی استاندارد آزمایش شده است. نتایج نشان دهنده کاهش 22 درصدی مصرف سوخت و آلایندگی توسط کنترل کننده است بدون اینکه قابلیت شتابگیری خودرو آسیب ببیند.
واژههای کلیدی: خودروی هیبریدی، الگوریتم ژنتیک، مصرف انرژی، آلایندگی، کنترل کننده
مقدمه
مصرف روز افزون سوخت های فسیلی باعث کاهش منابع زیرزمینی نفت شده است. پیش بینی میشود که اگر مصرف سوخت فسیلی مانند سابق ادامه داشته باشد، درسال 2015 بحران نفتی اتفاق خواهد افتاد که طی آن تقاضا برای سوختهای فسیلی بیشتر از مقادیر موجود خواهد بود. موتور احتراق داخلی یکی از پرکاربردترین ساختههای بشر به شمار میرود که سهم بزرگی در پیشرفت صنعت وسایل نقلیه داشته است.امروزه به کمک این اختراع صنعت خودرو سازی و صنایع وابسته به آن بیشترین میزان اشتغال را به خود اختصاص دادهاند. از این رو بحث در مورد نقش این وسیله در خودروهای آینده خالی از فایده نیست.
در این میان موتورهای الکتریکی با بازدهای در حدود %95 بسیار به صرفه تر از موتورهای احتراق داخلی با بازده %33 میباشد 2 ]و.[3 روند رو به رشد مصرف سوخت های فسیلی برای حمل و نقل باعث شده تا وسایل نقلیه %33گازهای گلخانه جهان را تولید کنند . همچنین استفاده از سوخت های فسیلی تأثیرات مخربی روی اتمسفر می گذارد که شامل گرم شدن زمین و آلایندگی هوا می باشد. استفاده از سوختهای فسیلی باعث تولید گازهای Co، Nox و زنجیرهای سوخته نشده هیدرو کربنی میشود که برای انسان و موجودات زنده مضر هستند. یک سوم کربن دی اکسید جهان در اثر حمل و نقل تولید میشود .
بنابراین با کاهش مصرف سوخت و آلایندگی وسایل نقلیه، میتوان کاهش بسزایی درآلایندگی و مصرف سوخت جهان را باعث شد. طی 15 سال آینده میزان دی اکسید کربن موجود در جو زمین بیش از %38 افزایش خواهد یافت که مقدار قابل توجهی است. منبع نشت CO در مناطق شهری وسایل نقلیه موتوری هستند به طوری که میزان منوکسید کربن با افزایش تعداد وسایل نقلیه در مناطق مختلف شهر افزایش می یابد.
طبق برآورد سازمان بهداشت جهانی مقدار تولید منوکسیدکربن در جهان به طور تقریبی 2600 میلیون تن در سال برآورد گردیده است که %60 این مقدار توسط فعالیت های انسانی تولید می شود 5@و.>6 یکی از راههای کاهش مصرف سوخت درخودروها، ارتقاء تکنولوژی خودرو است. تکنولوژیخودرو از دو راه می تواند ارتقاء یابد که شامل کاهش تلفات خودرو و افزایش بازده سوخت میباشد. روش اول روی کاهش تلفات نظیر اصطکاک آیرودینامیکی، اصطکاک چرخشی و تلفات ترمز گیری تمرکز دارد و به طراحی و ساختار بدنه خودرو مربوط میشود.
روش دوم روی سیستم انتقال قدرت تمرکز دارد. میتوان اجزای انتقال قدرت را بهینه سازی کرد یا اجزای انتقال قدرت جدیدی را معرفی کرد که از تکنولوژیهایی نظیر پیل سوختی یا چرخ طیار استفاده میکند. همچنین میتوان از ترکیب اجزای انتقال قدرت، به سیستم انتقال قدرت هیبرید دست یافت .>7@ در این مقاله از سیستم انتقال قدرت هیبرید برای کاهش مصرف انرژی و آلایندگی استفاده شده است. خودروهای هیبریدی شامل حداقل دو سیستم تولید توان هستند که عمدتاً شامل موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی است.
ترکیب دو سیستم تولید توان، باعث افزایش بازده مصرف سوخت و کاهش آلایندگی میشود. بسته به اینکه سیستم انتقال قدرت خودرو چه آرایشی داشته باشد،خودروهای هیبریدی به چهار دسته:سری،موازی،سری-موازی وهیبریدتقسیم بندی می شوند .>8@ این نوع خودروها برخلاف خودروهای سری،بین موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی اتصال مکانیکی وجود دارد در این نوع آرایش از موتور احتراق داخلی به عنوان منبع اصلی و از موتور الکتریکی به عنوان منبع کمکی توان استفاده می شود.
نمودار بلوکی خودرو هیبریدی از نوع موازی نمایش داده شده است دلیل اصلی استفاده از موتور الکتریکی در خودرو هیبریدی اینست که موتور احتراق داخلی در محدوده کاری بیشینه بازده و کمینه آلایندگی کارکند و همچنین هنگام اعمال بارهای سبک موتور الکتریکی به تنهایی نیروی مورد نیاز خودرو راتامین کند واز روشن شدن موتور احتراق داخلی جلوگیری شود.
