دانلود پایان نامه

شکل(7-1) منحنی مصرف سوخت برحسب گشتاورموتور الکتريکی
با توجه به شکل (7-1) Ereference جايی است که گشتاور موتورالکتريکی صفر و همه گشتاور بار توسط موتور احتراقی توليد می شود. سپس استراتژی کنترل تغييرات شارژ باتری روی محدوده عملکردی صحيح را محاسبه می کند. در حالت کلی رابطه بين (SOC و گشتاور موتور الکتريکی به دو دليل غير خطی می باشد. يکی به علت غير خطی بودن نقشه های بازده موتور الکتريکی و ديگری به علت تفاوت بين مقاومتهای شارژ و دشارژ می باشد. با توجه به شکل (7-1) ، در گشتاور ماکزيمم موتور الکتريکی (نقطه A) انرژی الکتريکی از باتری خارج شده و به انرژی مکانيکی چرخان تبديل می شود.
در اين حالت شارژ باتری افت پيدا می کند و- SOCinitial (SOC = SOCfinal منفی می شود. نمودار تغييرات شارژ باتری برحسب گشتاور موتور الکتريکی بصورت شکل(8-1) می باشد.

شکل(8-1) نمودار تغييرات شارژ باتری برحسب گشتاور موتور الکتريکی
در طول عملکرد، خودرو هايبريد يک مقدار مشخص از انرژی را توسط بازيافت ترمزی پس می گيرد. بنابراين SOC افزايش پيدا می کند. در اين حالت استراتژی کنترل اين مقدار انرژی را در انتخاب نقطه کار در نظر می گيرد. از آنجاييکه استراتژی کنترل نمی تواند شرايط عملکردی آينده خودرو يا مقدار(SOC ناشی از بازيافت ترمزی ((SOCregen) را پيش بينی نمايد در اين حالت اين مقدار براساس رفتار خودرو در گذشته پيش بينی می شود.
استراتژی کنترل مقدار (SOC را در طول سيکل حرکت دنبال کرده و ميانگين آنرا روی يک چارچوب زمانی حساب می کند. اين مقدار ميانگين به عنوان انرژی آزاد مربوط به حالت بازيافت انرژی در نظر گرفته می شود . مقدار (SOCregen برای هر سيکل حرکتی متغير است. بنابراين دنبال کردن ميانگين زمانی (SOCregen اجازه می دهد تا استراتژی کنترل خود را با سيکلهای رانشی مختلف منطبق کند. برای نمونه روی يک سيکل شهری با تغييرات گسترده سرعت ، بازيافت انرژی ترمزی قابل توجه و به عنوان يک انرژی آزاد به حساب می آيد. برعکس روی يک سيکل بزرگراه، تغييرات حالت شارژ باتري کم می باشد (0.001% حالت شارژ باتری برثانيه يا 0.8% حالت شارژ باتری افزايش روی سيکل HWFET ). بنابراين استراتژی کنترل بصورت ايده ال مقدار انرژی آزاد مطابق با سيکل رانشی که خودرو روی آن حرکت می کند، را پيش بينی می کند. با جابجايي منحنی شکل(8-1) بسمت بالا به علت در نظر گرفتن (SOCregen ، اين مقدار انرژی در استراتژی کنترل به حساب می آيد.
با ترکيب شکلهای (7-1) و (8-1) منحنی جديدی به صورت انرژی سوخت برحسب (SOC حاصل می شود(شکل(9-1)) . مطابق شکل(7-1) در ماکزيمم گشتاور موتور الکتريکی، انرژی سوخت پايين بوده و (SOC منفی می باشد(نقطه A) . اگر حالت شارژ نهايی و ابتدايی روی يک بازه زمانی، يکسان باقی بمانند، به اين معنی است که هيچ مقدار انرژی مصرف نشده است. اگر در بازه زمانی که باتريها استفاده می شود، گشتاور موتور الکتريکی مثبت باشد ، حالت شارژ باتريها کاهش مي يابد. برای اينکه که خاصيت خنثی شارژ را داشته باشيم، بايد حالت شارژ باتريها افزايش پيدا کند. در اين حالت استراتژی کنترل يک جايگزينی ساده را انجام می دهد(رابطه(23-1)).
(23-1) (SOCreplace = -1((SOCactual
شکل(9-1)معادل با اين تغيير در حالت شارژ باتری ، انرژی سوخت الکترومکانيکی کلی را می دهد.

شکل(9-1)منحنی مصرف سوخت برحسب تغييرات حالت شارژ باتری
بخشی از انرژی پيش بينی شده Etotal,em درخواست توان از طرف راننده را علاوه بر توان لازم برای شارژ باتری، برآورده می کند. بنابراين انرژی سوخت Etotal,em از انرژی Ereference کم می شود و انرژی جايگزين حاصل می شود.
(24-1) Ereplace = Etotal,em-Erefernce
اين مقدار انرژی افزايشی Erefernce ، معادل با انرژی موثر مصرف شده توسط موتور الکتريکی وباتری می باشد. روش انرژی جايگزين فرض می کند که شرايط عملکردی يکسانی در آينده وجود دارد. برای تنظيم انرژی معادل از يک فاکتور تنظيم حالت شارژ باتری استفاده می شود. علت استفاده از اين فاکتور تنظيم به چند دليل می تواند باشد:
محدوده بهينه حالت شارژ باتری ممکن است فاصله زيادی نسبت به محدوده عملکردی حالت خنثی شارژ داشته باشد.
سطح بهينه حالت شارژ باتری غير قابل دست يافتنی باشد.
اهداف آلودگی استراتژی کنترل ممکن است نقاط کار را تغير دهند و در اين حالت ممکن است تنظيم طبيعی حالت شارژ باتری اتفاق نيفتد.
بنابراين از يک فاکتور تنظيم برای کنترل حالت شارژ باتری استفاده می شود:
(25-1) Ereplace,reg = Regulation_factor ( Ereplace
اين فاکتور براساس شبيه سازی سعی وخطا حاصل می شود. بطوريکه وقتی حالت شارژ باتريها نزديک محدوده مطلوب است، اين فاکتور يک می باشد. شکل(10-1) تاثير فاکتور تنظيم روی حالت شارژ باتری را نشان می دهد.