دانلود پایان نامه

فرض کنيد Lf کسری از ماکزيمم گشتاور ترمز ناشی از اصطکاک مکانيکی باشد. در اين صورت گشتاور ترمزی مربوط به اصطکاک مکانيکی (Mbf) برحسب ماکزيمم گشتاور ترمزی مربوط به اصطکاک مکانيکی (Mbfmax) بصورت رابطه (12-1) بيان می گردد:
(12-1) Mbf=Lf*Mbfmax
براين اساس در اين حالت نيز سه مد عملکردی برای خودرو هايبريد وجود دارد.
1-2-1-1) مد ترمزی اصطکاکی:
وقتی که حالت شارژ باتريها از مقدار ماکزيمم SOCmax بزرگتر باشد دراين حالت بازيافت انرژی ترمزی نياز نمی باشد. همه گشتاور مورد نياز ترمزی بايد از طريق سيستم ترمز اصطکاک تامين شود. بنابراين فرمان ترمز اصطکاکی از سيستم کنترل خودرو به کنترل کننده ترمزها اعمال می شود.
2-2-1-1) مد بازيافت ترمزی:
موقعی که حالت شارژ باتری ها از مقدار SOCmin کمتر باشد و مقدار گشتاور ترمزی مورد نياز خودرو کمتر از ماکزيمم بازيافت انرژی ترمزی سيستم باشد (Mb=Lb*Mbmax(13-1)
3-2-1-1) مد ترمزی هايبريد:
وقتی که حالت شارژ باتريها کمتر از SOCmin باشد و گشتاور مورد نياز ترمزی بيشتر از قابليت بازيافت ترمزی باشد ، سيستم ترمز اصکاک مکانيکی بايد فعال شود. در اين حالت فرمان ترمز مکانيکی از سيستم کنترل خودرو به سيستم کنترل ترمز اعمال شده و به صورت رابطه (14-1) می باشد:
(14-1)
بنابراين با توجه به مطالب فوق ابتدا بايستی مدهای عملکردی در خودرو را شناسايی نمود و يک استراتژی مبتنی برقانون برای آن بناکرد. در در مرجع [3] نيز به ارائه يک استراتژی کنترلی برپايه قانون های تجربی پرداخته شده است. در اين راستا برای خودرو هايبريد پنج مد عملکردی (مد الکتريکی، مد احتراقی، مد هايبريد، مد شارژ مجدد و مد بازيافت انرژی ترمزی معکوس) تعريف گرديده، سپس براساس قوانين مشخص شده بين مدها، استراتژی کنترل بنا نهاده شده است. برای بهبود مصرف سوخت و کاهش آلودگی ، کنترل کننده بايد تصميم بگيرد که کدام مد عملکردی بايد استفاده شود و تقسيم بهينه توان بين دو منبع انرژی با برآورده کردن درخواست توان از راننده و برآورده کردن حالت شارژ باتريها بايد صورت گيرد. فرآيند طراحی با تفسيرموقعيت پدال حرکت به عنوان يک توان درخواستی Preq شروع می شود. بنابراين براساس توان درخواستی و حالت خودرو، عملکرد کنترل کننده بوسيله يکی از سه مد عملکردی ، مد کنترل ترمز، مد کنترل تقسيم توان و مد کنترل شارژ مجدد، مشخص می شود. اگر توان درخواستی Preq منفی باشد، در اين حالت کنترلر ترمزها سرعت خودرو را کاهش می دهد. اگر Preq مثبت باشد، در اين حالت هم بايد کنترل کننده تقسيم توان فعال شود و هم کنترل شارژمجدد براساس حالت شارژ باتريها بايد اعمال شود. از طرفی برای بالا نگهداشتن سطح شارژ باتريها ، برای اينکه حالت شارژ بين يک محدوده بالايی و پايينی قرار بگيرد، از يک استراتژی سطح بالا استفاده می شود. برای اين منظور از يک محدوده 55-60% برای شارژ باتری به منظور عملکرد موثر باتری استفاده می شود. استراتژی تقسيم توان به اين صورت می باشد که بر اساس نقشه بازده موتور احتراقی ، شکل(2-1) ، و خط توان Pe-on و توان کمکی مربوط به موتور الکتريکی
(Pm-a )، عملکرد موتور احتراقی در ناحيه موثر باشد.

شکل(2-1) استراتژی تقسيم توان براساس نقشه های بازده موتور احتراقی
اگر توان در خواستی Preq کمتر از Pe-on باشد، موتور الکتريکی توان درخواست شده را به تنهايی تامين می کند. اگر Preq از Pm-a بزرگتر باشد، موتور احتراقی بايد توان Pm-a را توليد کند و موتور الکتريکی توان Preq-Pm-a را بايد توليد کند. در مد شارژ مجدد باتريها، موتور احتراقی بايد توان اضافی را برای شارژ باتري ها علاوه بر توان رانشی خودرو تامين نمايد. اساساٌ يک سطح توان شارژ مجدد از پيش تعيين شده، Pch ، به توان درخواستی از طرف راننده اضافه می شود تا توان درخواستی از موتور احتراقی( Pe ) مشخص شود. بنابراين داريم :
(15-1) Pe=Preq+Pch
در اين حالت توان درخواستی از موتور الکتريکی منفی می باشد( Pm=-Pch ) و موتور الکتريکی نقش ژنراتوری دارد. در حالت بازيافت انرژی ترمزی ، اگر Pm-min ظرفيت موثر انرژی ترمزی باشد، اصطکاک باعث کاهش سرعت خودرو می شود و در اين حالت توان لازم برای شارژ باتريها بصورت رابطه (16-1) می باشد:
(16-1) Pb=Preq-Pm-min
در اين حالت از يک فرآيند تصحيح حالت شارژ باتری با توجه به مرجع[4] برای تصحيح آلودگی و مصرف سوخت در حالتيکه حالت شارژ نهايی و ابتدايی يکسان نيستند، اعمال می شود. برای اين امر پنج مجموعه از نتايج مصرف سوخت و آلودگی بوسيله پنج بار شبيه سازی روی سيکل رانشی يکسان با حالت شارژ ابتدايی مختلف برای هر شبيه سازی در نظر گرفته می شود. سپس يک رگرسيون خطی برای محاسبه مقادير آلودگی و مصرف سوخت متناظر با تغيير حالت شارژ صفر((SOC=0) روی يک سيکل رانشی در نظر گرفته می شود. جدول(1-1) نتايج شبيه سازی استراتژی کنترل را برای يک کاميون هايبريد و مقايسه آن با يک خودرو معمولی نشان می دهد.
جدول(1-1) نتايج شبيه سازی استراتژی کنترل[3]