نام پژوهشگر: سید مهدی حسینی بیرون

مدل سازی دینامیکی و شبیه سازی یک خودرو با نیرو محرکه ی پیل سوختی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک 1390
  سید مهدی حسینی بیرون   امیر حسین شامخی

در چند سال اخیر شرکت های عمده ی خودروساز جهان سرمایه گذاری عظیمی در زمینه ی خودروهایی که با قوای محرکه پیل سوختی پلیمری رانده می شوند انجام داده اند. علت محبوبیت زیاد پیل های سوختی الکترولیت پلیمری بازده بسیار زیاد، چگالی توان بالا و عدم آلودگی هوا توسط این مبدل انرژی است. هر چند این بازده و توان بالا ممکن است به خاطر احتیاج به سیستم تامین هوای فشرده و سیستم خنک کاری دچار افت شود. هدف از انجام پروژه کنونی تحقیق به روی پیل های سوختی با غشای الکترولیت پلیمری (pemfc) با هدف شبیه سازی سیستم تولید توان پیل سوختی است. این تحقیق یک مدل ریاضی با قابلیت تطابق پذیری بالا برای یک خودروی پیل سوختی ارائه می کند. یکی از نیازمندی های خودروی پیل سوختی، پیش گویی رفتار گذرای سیستم است. یک سیستم کنترل مناسب برای کنترل سریع و سازگار رفتار گذرای سیستم احتیاج به مدلی دقیق و سریع از دینامیک خودروی پیل سوختی دارد. مدل های دینامیکی ارائه شده برای سیستم تولید توان پیل سوختی در حال رشد سریعی در موسسات تحقیقاتی دنیا هستند. در عین حال مدل های ارائه شده باید به پیشرفت خود ادامه دهند تا بتوانند دینامیک پیچیده پیل سوختی و اندرکنش آن با عوامل محیطی را پیش گویی کنند. تاکنون مدل کامل و دقیقی که توانایی پیش گویی دینامیک پیل سوختی را با درجه بالای دقت داشته باشد، ارائه نشده است. مدل های تجربی که براساس آزمایش خودروهای پیل سوختی ارائه شده اند برای بهبود بازده همان خودرو مناسب هستند و نمی توان آن مدل را برای ارتقا و بهبود طراحی خودروهای دیگر به کار برد. این تحقیق در راستای تکمیل مدل های پیشین خودروی با قوای محرکه پیل سوختی انجام شده است و تلاش می کند مدل های موجود را به مدلی دقیق تر و جامع تر تبدیل کند. در این تحقیق به روی چهار شاخه ی سیستم تامین هوا، سیستم تامین هیدروژن، سیستم خنک کاری و پیل سوختی متمرکز است. استراتژی عملکرد سیستم پیل سوختی تاثیر بسزایی در بازده سیستم و مقدار مصرف سوخت دارد. پارامتر های اصلی تاثیر گذار در سیستم، دبی، فشار و رطوبت هوا و سوخت ورودی به سیستم است. در انتهای این تحقیق مقادیر بهینه ی نسبت اکسیژن در دسترس کاتد، دبی هوای ورودی به کاتد و توان مورد استفاده ی کمپرسور توسط این مدل پیش بینی می شود .