Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Behbahani,Mohsen Esfahanian
سعید بهبهانی (استاد مشاور) محسن اصفهانیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hosein Hamidi rad
حسین حمیدی راد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Simulation and Control of a Hybrid Electric Bus Auxiliary Power Unit performance with the aim of Reducing Fuel Consumption and Emissions
In recent decades, the world has faced two major challenges in the traortation industry. First, the wasteful consumption of fossil fuels has increased, insofar as the major amount of oil reserves on the world has been used. Besides, the impact of motor vehicles on air pollution and environmental issues that are still deteriarating. Loads on motor vehicles are generally divided into two categories: road loads and auxiliary loads. Auxiliary loads are all loads that are applied to the vehicle by factors other than propulsion like accsessories. In conventional vehicles, these loads are usually applied to the main (combustion) engine. In order to reduce these loads, various strategies are used that one of the most important one of them is the use of an auxiliary power unit (APU); That is, a set of accessories connected to and powered by a smaller separate power generator (electric motor, combustion engine, etc.). The most important advantage of this unit is eliminating the load of this accessories from the engine. In this study, the performance of the auxiliary power unit of an electric hybrid bus, including three main equipments; the compressor, power steering system, and air conditioning system connected to an electric motor were simulated in MATLAB-SIMULINK software. Then, a control strategy based on fuzzy logic was designed to prevent the simultaneous operation of three accessories as much as possible and it was added to the auxiliary power unit model. The results of repeated simulations showed that the designed fuzzy controller was successful in scattering the operation of the equipment in the driving cycle and it led to preventing their simultaneous operation, and reducing the average and maximum power consumption of the auxiliary power unit. Finally, by adding the designed model of auxiliary power unit with a controller to the main model of the bus power system and simulating it frequently, it was shown that the proposed control strategy has a considerable influence on reducing bus fuel consumption and its pollutants. Keywords: Auxiliary loads, Hybrid electric bus, vehicle power management, Auxiliary power unit, Fuzzy controller, Fuel consumption, Pollutants.
در دهه های اخیر جهان با دو چالش اصلی در بخش صنعت حمل و نقل روبه رو بوده است؛ نخست مصرف بی رویه ی سوخت های فسیلی که به طور فزاینده ای افزایش یافته است به طوری که عمده ی ذخایر نفت موجود در زمین استفاده گردیده است، و همچنین تاثیر بخش وسایل نقلیه ی موتوری در آلودگی هوا و مسائل زیست محیطی که همچنان درحال وخیم تر شدن است. بارهای وارد بر وسائل نقلیه ی موتوری به طور کلی به دو دسته ی بارهای جاده ای و بارهای جانبی تقسیم می شوند. بارهای جانبی کلیه ی بارهایی هستند که توسط عواملی غیر از نیروی محرکه یعنی تجهیزات جانبی به وسیله ی نقلیه وارد می شوند. در خودروهای متداول معمولا این بارها بر روی موتور اصلی(احتراقی) وارد می شوند. به منظور کاهش این بارها استراتژی های مختلفی به کار گرفته می شود، که از مهم ترین آنها استفاده از واحد توان کمکی است؛ یعنی مجموعه ای از تجهیزات جانبی که به یک مولد توان جداگانه ی کوچک تر(موتور الکتریکی، موتور احتراقی و غیره) متصل هستند و از آن نیرو می گیرند. مهم ترین مزیت این واحد برداشتن بار این تجهیزات جانبی از روی موتور است. در این پژوهش عملکرد واحد توان کمکی یک اتوبوس هیبرید الکتریک، شامل سه تجهیر اصلی؛ کمپرسور، سیستم هیدرولیک فرمان، و سیستم تهویه ی مطبوع که به یک موتور الکتریکی متصل اند در نرم افزار سیمولینک متلب شبیه سازی شد. سپس یک استراتژی کنترلی مبتنی بر منطق فازی به منظور جلوگیری از کارکرد همزمان سه تجهیز تا حد امکان طراحی شده و به مدل واحد توان کمکی اضافه گردید. نتایج شبیه سازی های مکرر نشان داد که کنترل کننده ی فازی طراحی شده تا حد مطلوبی در پراکنده سازی فعالیت تجهیزات در چرخه ی رانندگی و جلوگیری از کارکرد همزمان آنها موفق بوده است، و به کاهش میانگین توان مصرفی و حداکثر توان مصرفی واحد توان کمکی انجامیده است. نهایتا با اضافه کردن مدل واحد توان کمکی طراحی شده به همراه کنترل کننده به مدل اصلی سیستم توان اتوبوس و انجام تعداد زیادی شبیه سازی نشان داده شد که استراتژی کنترلی پیشنهاد شده تاثیر قابل توجهی بر کاهش مصرف سوخت اتوبوس و آلاینده های تولیدی آن داشته است. کلمات کلیدی: بارهای جانبی، اتوبوس هیبرید الکتریک، مدیریت توان خودرو، واحد توان کمکی، کنترل کننده ی فازی، مصرف سوخت، آلاینده ها

ارتقاء امنیت وب با وف بومی