کنترل پیشرفته جهت مدیریت انرژی در خودروی الکتریکی هیبریدی (پیل سوختی، باتری و ابر خازن)

در سال های اخیر، کاربردهای متنوع پیل های سوختی توجه زیادی را در محیط های صنعتی و دانشگاهیِ جهان به خود جلب کرده است. از آنجایی که پیل سوختی بازده انرژی بالاتری نسبت به موتور احتراق داخلی داشته و فاقد هرگونه آلایندگی است، به عنوان یکی از مدرن ترین منابع توان در صنعت حمل ونقل شناخته می شود. ترکیب پیل سوختی با منابع تغذیه ثانویه مانند باتری و ابر خازن، مزیت هایی مانند چگالی توان بالا، راه اندازی سریع و بهبود پاسخ دینامیکی مجموعه را به ارمغان خواهد آورد. در چنین ترکیبی، کیفیت عملکرد قوای محرکه به نحوه ی کنترل و توزیع توان بین منابع انرژی وابسته است. در ابتدای این پایان نامه به منظور آشنایی بیشتر با سیستم تحت مطالعه و ضرورت تحقیق، به شناخت عوامل فنی، اقتصادی و اجتماعی موثر در توسعه فناوری خودروهای الکتریکی هیبریدی پرداخته شده است. پس از آن تلاش بر آن است تا با ارائه ی راهبردهای پیشرفته و هوشمند، مدیریت بهینه ی انرژی در منابع توان خودروی هیبرید پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته و تا حد امکان بهبود داده شود. این بررسی شامل دو ترکیب ممکن برای منابع توان به صورت پیل سوختی/ باتری و پیل سوختی/ باتری/ ابر خازن است. برای هر یک از ترکیب های اشاره شده، دو راهبرد مدیریت انرژی به تفکیک طراحی، بهینه سازی و شبیه سازی شده است. این راهبردها شامل کنترل منطق فازی و کنترل حالت عملکردی است. هردوی این راهبردها توسط الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده و در محیط شبیه ساز خودروهای پیشرفته (advisor) مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج شبیه سازی این راهبردها طی چندین چرخه رانندگی و آزمون های عملکردی در ترکیب پیل سوختی/ باتری، حاکی از برتری راهبردهای بهینه سازی شده نسبت به راهبردهای بهینه سازی نشده و حتی راهبرد موجود در شبیه ساز است. با اضافه شدن ابر خازن به ساختار پیل سوختی/ باتری، کنترل منطق فازی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک بهترین عملکرد را در مجموع راهبردهای پیشنهادشده به خود اختصاص داده و در نهایت به عنوان راهبرد منتخب شناخته می شود. نتایج این مطالعه تأیید می کند که راهبرد منتخب این پایان نامه، در میزان صرفه جوییِ سوخت، حفظ وضعیت شارژ منبع تغذیه، بهبود عملکرد دینامیکی و افزایش کارایی منابع توان اثر قابل توجهی دارد.