پایان نامه شبیه سازی و کنترل یک سیستم تولید توان ترکیبی پیل سوختیباطری ابر خازن به منظور تغذیه یک موتور الکتریکی جریان مستقیم

فهرست:

فصل اول: ادبیات موضوع..................................................................................................................................................

مقدمه ................................................................................................................................................................................

1-2 ساختارهای نوین در خودرو......................................................................................................................................

1-3 تاریخچه خودروهای هیبریدی...............................................................................................................................................

1-4 ساختار خودروهای هیبرید.....................................................................................................................................................

1-5 پیل سوختی..............................................................................................................................................................................

1-5-1 انواع پیل سوختی مورد استفاده در صنعت خودرو.........................................................................................................

1-5-2 مزایای پیل های سوختی..................................................................................................................................................

1-5-3 معایب پیل های سوختی...................................................................................................................................................

1-6 مزایای بکارگیری باطری در خودروهای هیبرید................................................................................................................

1-7 چارچوب پایان نامه...............................................................................................................................................................

فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین...................................................................................................................................

2-1 مقدمه.......................................................................................................................................................................................

2-2 استراتژی مدیریت انرژی برای خودروی هیبرید پیل سوختی/باطری/فرا خازن مبتنی بر منطق فازی......................

2-3 کنترل پخش توان بهینه با استفاده از الگوریتم PSOبرای خودروی هیبرید پیل سوختی/فراخازن و 

پیل سوختی/باطری........................................................................................................................................................................

2-4 کنترل موازی تبادل انرژی برای خودروی الکتریکی هیبرید پیل سوختی/ باطری/ فراخازن.........................................

2-5 یکپارچه سازی سیستم و مدیریت پخش توان برای یک خودروی هیبرید سری با استفاده از فراخازن و باطری ...

2-6 مدیریت انرژی مبتنی بر روش فرکانسی برای خودروی الکتریکی هیبرید پیل سوختی/باطری لیتیومی و فراخازن..

2-7 مدیریت توان خودروی هیبرید پیل سوختی/باطری و فراخازن با استفاده از تبدیل موجک .......................................

2-8 مدیریت انرژی خودروی هیبرید پیل سوختی/ فراخازن با استفاده از روش کنترل بهینه تطبیقی.................................

2-9 طراحی مدل اولیه و اجرای کنترلر برای یک سیستم ذخیره انرژی خودروی الکتریکی هیبرید باطری-فرا خازن.....

47

49

51

54

58

59

59

59

60

61

61

62

62

63

63

64

67

67

67

68

69

69

73

36

38

2-10 سیستم مدیریت انرژی برای خودروی برقی هیبرید با استفاده از فراخازن¬ها و شبکه¬ها عصبی...................

2-11 یک سیستم ذخیره انرژی هیبرید باطری/فراخازن جدید برای خودروهای الکتریکی، هیبرید،

و الکتریکی هیبرید با قابلیت اتصال به پریز..................................................................................................................

2-12 سیستم مدیریت انرژی وسایل نقلیه سبک با استفاده از چندین منبع تغذیه.............................................................

2-13 مدیریت قدرت پیل سوختی و باتری موتور درایو DC برای خودرو های الکتریکی کاربرد تغذیه.....................

فصل سوم: سیستم های فازی...................................................................................................................................................

3-1 مقدمه...................................................................................................................................................................................

3-2 سیستم فازی.......................................................................................................................................................................

3-1-1 تاریخچه ی فازی.........................................................................................................................................................

3-2-2  اساس سیستم های فازی............................................................................................................................................

3-2-3 انواع سیستم های فازی................................................................................................................................................

3-2-3-1  سیستم های فازی خالص......................................................................................................................................

3-2-3-2 سیستم فازی TSK................................................................................................................................................

3-2-3-3 سیستم فازی با فازی سازی و غیر فازی سازی...................................................................................................

3-2-4 مجموعه ها ی قطعی و فازی......................................................................................................................................

3-2-4-1 مجموعه‌های قطعی..................................................................................................................................................

3-2-4-2 مجموعه های فازی و توابع تعلق...........................................................................................................................

3-2-5 عملیات بر روی مجموعه های فازی.........................................................................................................................

3-2-5-1 عملگر مکمل............................................................................................................................................................

3-2-5-2 عملگر اجتماع..........................................................................................................................................................

3-2-5-3 عملگر اشتراک..........................................................................................................................................................

3-2-6  رابطه ی فازی...............................................................................................................................................................

3-2-7 مثالی از پیاده سازی سیستم فازی ممدانی در نرم افزار MATLAB...................................................................

فصل چهارم: سیستم مورد مطالعه.............................................................................................................................................

74

74

75

76

77

78

79

80

80

80

81

82

83

87

87

91

91

92

95

96

98

4-1 مقدمه.......................................................................................................................................................................................

4-2 سیستم مورد مطالعه................................................................................................................................................................

4-2-1 مدل باتری..........................................................................................................................................................................

4-2-2 مدل سلول سوختی...........................................................................................................................................................

4-2-3 مدل فراخازن.........................................................................................................................................................................

4-2-4 سیستم مدیریت انرژی..........................................................................................................................................................

4-2-5 الگوریتم کنترلی.....................................................................................................................................................................

4-2-6 موتور DC تحریک مستقل....................................................................................................................................................

4-3 کنترلرهای سیستم کنترل قدرت.................................................................................................................................................

4-3-1 سیستم کنترل قدرت با کنترلر تناسبی-انتگرالی PI................................................................................................................

4-3-2 سیستم کنترل قدرت با کنترلر فازی.......................................................................................................................................

فصل پنجم: شبیه سازی و نتایج.........................................................................................................................................................

5-1 داده های سیستم.........................................................................................................................................................................

5-2 نتایج شبیه سازی........................................................................................................................................................................

5-2-1 نتایج شبیه سازی  با سرعت مرجع ECE-47 (سیستم کنترل قدرت با کنترلر تناسبی-انتگرالی PI به ازای ورودی شیب) ..

5-2-2 نتایج شبیه سازی (مقایسه عملکرد کنترل های پیشنهادی) ....................................................................................................

5-2-2-1 نتایج شبیه سازی (عملکرد کنترلر PI با/بدون سیستم مدیریت انرژی به ازای ورودی پله) .............................................

5-2-2-2 نتایج شبیه سازی (عملکرد کنترلر فازی با/بدون سیستم مدیریت انرژی به ازای ورودی پله) .........................................

5-2-2-3 نتایج شبیه سازی ( عملکرد کنترلر فازی و PI به ازای ورودی پله) ................................................................................

5-3 جمع بندی و پیشنهادات............................................................................................................................................................

مراجع.....

منبع:

[1] Thounthong P, Pierfederici S, Martin J-P, Hinaje M, Davat B. Modeling and control of fuel cell/supercapacitor hybrid source based on differential flatness- control. IEEE Trans Veh Technol 2010;59(6):2700–10.

[2] Thounthong P, Pierfederici S, Martin J-P, Hinaje M, Davat B. Modeling and

control of fuel cell/supercapacitor hybrid source based on differential flatness- control. IEEE Trans Veh Technol 2010;59(6):2700–10.

[3] Paladini V, Donateo T, de Risi A, Laforgia D. Control strategy optimization of a fuel-cell electric vehicle. J Fuel Cell Sci Technol 2008;5:12–9.

[4] KimM, Sohn YJ, LeeWY, KimCS. Fuzzy control based engine sizing optimization for a fuel cell/battery hybrid mini-bus. J Power Sour 2008;178:706–10.

[5] C. C. Chan," The State of the Art of Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles",Proceedings of the IEEE |Vol.95,No.4,April2007.

[6] Kurt Kelty, JB Straubel, Erik Toomre Gene Berdichevsky. (2006, August) Tesla Motors.

[7] A. Boudghene Stambouli, E. Traversa," Fuel cells, an alternative to standard sources of energy", Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 6 (2002) 297–306.

[8] A. Kirubakaran, Shailendra Jain, R.K. Nema," A review on fuel cell  technologies and power electronic interface", Volume 13, Issue 9, Pages 2430-2440, 2009.

[9] Qi Li, Weirong Chen, Yankun Li, Shukui Liu, Jin Huang, Energy management strategy for fuel cell/battery/ultracapacitor hybrid vehicle based on fuzzy logic, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Volume 43, Issue 1, December 2012, Pages 514-525.

[10] Omar Hegazy, Joeri Van Mierlo, Ricardo Barrero, Noshin Omar and Philippe Lataire, PSO algorithm-based optimal power flow control of fuel cell/supercapacitor and fuel cell/battery hybrid electric vehicles, The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering Vol. 32 No. 1, 2013 pp. 86-107

[11]JennHwa Wong; Idris, N. R N; Anwari, M.; Taufik, T., "A parallel energy-sharing control for fuel cell-battery-ultracapacitor hybrid vehicle," Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2011 IEEE , vol., no., pp.2923,2929, 17-22 Sept. 2011.

[12] oo, H.; Seung-Ki Sul; Yongho Park; JongchanJeong, "System Integration and Power-Flow Management for a Series Hybrid Electric Vehicle Using Supercapacitors and Batteries," Industry Applications, IEEE Transactions on , vol.44, no.1, pp.108,114, Jan.-feb. 2008.

[13] Tani, A.; Camara, M.B.; Dakyo, B., "Energy Management Based on Frequency Approach for Hybrid Electric Vehicle Applications: Fuel-Cell/Lithium-Battery and Ultracapacitors," Vehicular Technology, IEEE Transactions on , vol.61, no.8, pp.3375,3386, Oct. 2012

[14] Xi Zhang, Chris ChuntingMi, AbulMasrur, David Daniszewski, Wavelet-transform-based power management of hybrid vehicles with multiple on-board energy sources including fuel cell, battery and ultracapacitor, Journal of Power Sources, Volume 185, Issue 2, 1 December 2008, Pages 1533-1543

[15] Wei-Song Lin, Chen-Hong Zheng, Energy management of a fuel cell/ultracapacitor hybrid power system using an adaptive optimal-control method, Journal of Power Sources, Volume 196, Issue 6, 15 March 2011, Pages 3280-3289.

[16]J. Moreno, M. E. Ortuzar, and J. W. Dixon, “Prototype Design and Controller Implementationfor a Battery-Ultracapacitor Hybrid Electric Vehicle Energy Storage System,” IEEE Trans. Smart Grid., vol. 3, no. 1, pp. 332–340, Mar. 2012

[17]J. Moreno, M. E. Ortuzar, and J. W. Dixon, “Energy-Management System for a Hybrid Electric Vehicle, Using Ultracapacitors and Neural Networks,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 53, no. 2, pp. 614–623, Apr. 2006.

[18] J. Cao, A. Emadi, “A New Battery/UltraCapacitor Hybrid Energy Storage System for Electric, Hybrid, and Plug-In Hybrid Electric Vehicles” IEEE Trans. Power Electron., vol. 27, no. 1, pp. 122–132, Jan. 2012.

[19] Mahammad Abdul Hannan, Farid Arafat Aazidin, and Azah Mohamed  “Light Vehicle Energy Management System using Multi-Power Sources” PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY (Electrical Review), Vol. 88,no. 3b, 2012.

[20] Premananda Pany, R. K.  Singh,  R.K.Tripathi “Power  Management  of  Fuel  Cell  and  Battery  fed DC  Motor  Drive  for  Electric  Vehicle Application” IEEE-International  Conference  On Advances  In Engineering,  Science  And Management  (ICAESM  -2012) , March 2012, pp. 363-368.

[21] Zadeh, L.A., “Fuzzy Logic,” Computer, Vol. 1, No. 4, pp. 83-93, 1988.

[22] Zadeh, L.A., "The Concept of a Linguistic Variable and its Application to Approximate Reasoning - I", Information Sciences, 8, pp. 199-249, 1975.

[23] Zadeh, L.A., "Letter to the members of the BISC group", in: Proceedings of the BISC Int. Workshop on Fuzzy Logic and the Internet, 2001.

[24] Zhang, Y-Q., "Fuzzy Logic, the  Internet and E-Commerce", In: Fuzzy Web Shopping Agents, 2003.

[25] Jang, J-S. R., C-T. Sun, and E. Mizutani, "Neuro-Fuzzy and Soft Computing", Prentice Hall, 1997.

[26] M.A. Hannan ,  F.A. Azidin ,  and A. Mohamed, “Multi-sources model and control algorithm of an energy management system for light electric vehicles” Energy Conversion and Management, Vol. 62, Oct 2012, pp. 123–130