دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
ماشین های هیبریدی الکترونیکی
ارزان رایگان دانلود
فایل ورد قابل ویرایش
فقط 8000تومان
مقدمه
محدودیت ذخایر نفتی دنیا و نقش بارز خودروهای با سوخت فسیلی به عنوان یکی از منابع بزرگ الودگی در شهرهای بزرگ از دلایل مهم برای استفاده بهینه از این سوخت ها می باشد. طراحی خودروها از آغاز بر پیشینه در دسترس بودن، ارزا ن بودن و فراوانی سوختهای فسیلی شکل گرفت. به همین دلیل، در طی صد سال اخیرکمتر تلاشی برای کم کردن آلایند ه ها و یا استفاده از منابع دیگرانرژی صورت گرفته است و بیشتر تلاش خودرو سازان صرف بهبود راندمان، راحتی و کارایی محصولاتشان می شده، اما حجم بالای آلاینده ها در شهرهای پرازدحام از یک سوی و پی بردن به نزدیکی اتمام ذخایر سوختهای فسیلی از سوی دیگر باعث شده تا توجه جامعة علمی و به تبع آن خودروسازان به استفاده از منابع دیگر انرژی جلب شود. یکی از روش هایی که برای مقابله با موارد فوق پیشنهاد شده است، استفاده از خودروهای الکتریکی می باشد. اما اگرچه این خودروها ایجادآلودگی نمی کنند، اما خود دارای مشکلات و محدودیت هایی از جمله برد و حداکثر سرعت محدود هستند که باعث می شود تا این ماشینها از لحاظ مشخصات و کارکرد کاملا غیر قابل مقایسه با خودروهای احتراقی باشند. جهت رفع محدودیت های ناشی ازاستفادة خودروهای الکتریکی و احتراقی، استفاده از خودروهای با منابع انرژی هیبرید (الکتریکی و فسیلی) به عنوان یک گزینة مناسب در دنیامطرح شده است.
در این پروژه،خلاصه ای از توضیحات مربوط به خودروهای هیبریدی مطرح شده و عملکرد سیستم ها با توجه به موضوع تایید شده تحقیق در مورد خودرو های هیبرید تویوتا گفته می‌شود. تویوتا در حال حاضر Prius را به عنوان یکی از خودروهای هیبرید پیشرفته و در حال توسعه در اختیار دارد. دراین راستا THS و THS II به ترتیب دو مدل هیبرید قرار گرفته بر روی خودروهای تویوتا می باشند. در سال 1997 اولین خودروی هیبرید ساخت تویوتا با مدل THS (THS-C در وانت استیما و THS-M در کرون، سدان لوکس) نصب شد و اخیرا مدل جدیدی از Prius را با هدف بهبود مفهوم محرک همنیروزایی هیبرید (Hybrid Synergy Drive)، تولید می کند. بر اساس این مفهوم جدید تویوتا سیستم هیبرید جدیدی را با عنوان THS II تولید می نماید که در اینجا سیستم های قبلی به کلی اصلاح شده اند، که در این تحقیق سیستم THS II مورد بحث قرار می گیرد.
فهرست مطالب
عنوان........................................................................................................................................................................صفحه
مقدمه............................................................................................................................................................................ 1
تاریخچه......................................................................................................................................................................... 2
خودروی هیبریدی چیست ؟.................................................................................................................................. 3
فصل اول: قیاس خودروهای موتور داخلی و هیبریدی........................................................... 5
1-1-مقایسه خودروهای هیبریدی با خودروهای دارای موتور احتراق داخلی........................................... 6
1-1-1- بررسى علت کاهش مصرف سوخت خودروهاى هیبرید در مقایسه با خودروهای احتراق داخلی 6
1-1-2-تشریح سیستم هیبرید نمونه............................................................................................................. 6
1-1-3-انرژی مصرف شده در خودرو هیبریدی.......................................................................................... 9
1-1-4-میزان انرژی متوسط مصرف شده در خودرو درونسوز معادل................................................ 10
فصل دوم: تشریح موتورهای الکتریکی............................................................................... 13
2-1- موتورهای الکتریکی.................................................................................................................................... 14
2-1-1- موتورهای (DC)................................................................................................................................. 16
2-1-2-موتورهای سنکرون آهنربای دائم(DMSM)................................................................................... 16
2-1-3-موتورهای DC بدون جاروبک آهنربای دائم(BDCM)................................................................ 17
2-1-4-موتورهای رلوکتانسی سوئیچ شونده(SRM)................................................................................ 17
2-1-5-موتورهای القائی(I M)...................................................................................................................... 18
2-1-6-مفایسه چند نوع موتورهای الکتریکی مورد استفاده در خودروهای برقی و هیبریدی..... 19
2-1-7- استراتژی‌های بکار گیری تعداد موتور و کنترلر الکتریکی در خودروهای برقی و هیبرید 20
2-2- سیستم محرکه با یک موتور.................................................................................................................... 20
2-4- سیستم محرکه با دو موتور و دو کنترلر (موتورهای داخلی چرخ ).............................................. 21
2-5- سوئیچ‌های نیمه هادی مورد استفاده در خودروهای برقی وهیبرید.............................................. 22
فصل سوم: موتورهای احتراق داخلی.................................................................................. 24
3-1-کاربرد موتورهای احتراق داخلی در وسایل نقلیه هیبرید.................................................................. 25
3-2- معایب هیبرید سری................................................................................................................................... 26
3-3- نکات مهم در طراحی موتورهای احتراق داخلی برای سیستم هیبرید........................................ 26
3-4-استفاده از موتور دیزل TDI برای یک خودروی هیبریدی............................................................... 30
3-5-موتور STYECH........................................................................................................................................... 33
3-6-مزیت موتورSTYECH برای کاربرد در خودروهای هیبریدی............................................................ 36
3-7- نتیجه.............................................................................................................................................................. 38
فصل چهارم: ترکیب بندی اجزا خودروهای هیبریدی......................................................... 39
4-1-1- مزایای خودروهای هیبرید نسبت به خودروهای برقی :......................................................... 41
4-2- معایب خودروهای هیبرید نسبت به خودروهای برقی....................................................................... 42
4-3- خودروهای هیبریدی سری....................................................................................................................... 42
4-4- سیستم هیبرید سری ایده آل................................................................................................................. 44
4-5- سیستم هیبرید سری جبران ساز توان مصرفی................................................................................. 45
4-6- سیستم هیبرید سری جبران ساز شارژ باتری..................................................................................... 46
4-7- ویژگی های مختلف هیبرید سری........................................................................................................... 46
4-8- خودرو هیبرید موازی................................................................................................................................. 47
4-9- سیستم هیبرید موازی ایده آل............................................................................................................... 48
4-10- سیستم موازی احتراقی اصلی - الکتریکی کمکی.......................................................................... 49
4-11-سیستم موازی احتراقی کمکی _ الکتریکی اصلی.......................................................................... 50
4-12-سیستم موازی مجزا.................................................................................................................................. 57
4-13- خودروهای الکتریکی هیبرید سری- موازی (ترکیبی)................................................................... 58
4-15- نتیجه گیری............................................................................................................................................... 60
4-15-1- انتخاب باتری................................................................................................................................... 60
4-15-2- انتخاب محرکه الکتریکی............................................................................................................. 61
4-15-3- انتخاب موتور احتراق داخلی...................................................................................................... 61
4-15-3- انتخاب گیربکس............................................................................................................................ 61
4-15-4- انتخاب نوع ترکیب بندی اجزاء خودروهای هیبریدی......................................................... 61
فصل پنجم: مروری بر عملکرد سیستم های خودروهای هیبریدی و بررسی عملکرد سیستم های هیبرید تویوتا............................................................................................................................................ 62
5-1- انواع سیستم های هیبریدی..................................................................................................................... 63
5-1-1-سیستم های هیبریدی سری(series)................................................................................... 63
5-1-2- سیستم های هیبریدی موازی(parallel)......................................................................... 64
5-1-2-1- مقایسه بین هیبرید سری و موازی......................................................................................... 65
5-3-سیستم هیبرید سری- موازی................................................................................................................... 66
5-4- عملکرد موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی در هر سیستم..................................................... 67
5-5-ویژگی های سیستم های هیبریدی......................................................................................................... 68
5-6- سیستم THS II چگونه کار می کند ؟.............................................................................................. 69
5-7- عملکرد سیستم THS II....................................................................................................................... 70
5-8- سیستم های ولتاژ بالا – موتور الکتریکی و ژنراتور........................................................................... 73
5-8-1- مدار قدرت ولتاژ بالا........................................................................................................................ 73
5-8-2- موتور الکتریکی................................................................................................................................. 74
5-8-3- ژنراتور.................................................................................................................................................. 75
5-8-4- واحد کنترل قدرت........................................................................................................................... 76
5-8-5- ( IGBT ).......................................................................................................................................... 77
5-8-6- باطری هیبریدی................................................................................................................................ 77
5-8-7- مبدل اینورتر وکانورتر..................................................................................................................... 79
5-8-8- سیستم ترمز احیاکننده................................................................................................................. 80
5-9- سیستم انتقال قدرت هیبرید Hybrid Transmission.................................................. 81
5-10- عملکرد جعبه تقسیم قدرت Power Split Device:...................................................... 82
5-11- موتور احتراق داخلی (ICE)................................................................................................................ 86
منابع:................................................................................................................................. 87
فهرست جداول
عنوان........................................................................................................................................................................صفحه
جدول (1-1) میزان متوسط بازده در نظر گرفته شده براى هر جزء APU سیستم هیبرید سرى....................................... 9
جدول (2-1) بازده موتور مجموعة موتور اینورتر در خودرو هیبرید و موتور دیزل........................................................... 11
جدول (1-2) مقایسه وزن (برمبنای PM=100) راندمان وهزینه (برمبنای DC=100)................................................... 19
جدول(2-2) سوئیچ های قدرت موجود............................................................................................................................. 23
جدول(1-3) مشخصات یک اتوبوس هیبرید..................................................................................................................... 28
شکل (1-3) نمودار مقایسه 4 اتوباس با هم...................................................................................................................... 30
جدول (1-4) مقایسه طرح های مختلف خودروهای هیبرید سری................................................................................... 47
جدول (2-4) مقایسه طرحهای مختلف خودروهای هیبرید سری.................................................................................... 51
فهرست اشکال
عنوان........................................................................................................................................................................صفحه
موتور تویوتا پریوس(هیبرید)................................................................................................................................................ 4
شکل 1-2 الف...................................................................................................................................................................... 7
شکل (1-1 ب) اجزا و محل نصب آنها در کامیون هیبریدى Volvo FL6..................................................................... 7
شکل(2-1) منحنى تولید و مصرف توان در اجزاء سیستم................................................................................................... 8
شکل (3-1) منحنى توان O'............................................................................................................................................ 12
شکل (1-2) نقشه شماتیک موتورهای الکتریکی.............................................................................................................. 14
شکل (2-2) انواع موتورهای الکتریکی موجود 1-موتورهای جریان مستقیم(DC)............................................................ 15
شکل(2-3) استراتژی های به کارگیری موتورهای ا لکتریکی در خودروهای برقی و هیبرید............................................ 21
شکل(2-3) سیکل کار یک موتور...................................................................................................................................... 33
شکل(3-3) یاتاقان های خطی (لبه دار)........................................................................................................................... 34
شکل (4-3) نمودار عملکردی یاتاقان های خطی (لبه دار).............................................................................................. 35
شکل (1-4) نمایی از یک خودروی برقی وارتباط بین اجزاء مختلف آن.......................................................................... 41
شکل(2-4) چگونگی مصرف انرژی درخودروهای هیبرید................................................................................................. 41
شکل(3-4) نمای کلی یک خودروی هیبرید سری........................................................................................................... 43
شکل (4-4) بلوک دیاگرام یک خودروی هیبرید سری.................................................................................................... 44
شکل(5-4) نمای کلی یک خودروی هیبرید موازی.......................................................................................................... 48
شکل (6-5) بلوک دیاگرام کلی یک خودروی هیبرید موازی........................................................................................... 49
شکل (7-4) بلوک دیاگرام................................................................................................................................................ 53
شکل (8-4) بلوک دیاگرام................................................................................................................................................ 53
شکل (9-4) بلوک دیاگرام سیستم هیبرید موازی هم محور با دو کلاچ........................................................................... 54
شکل (10-4) سیستم موازی غیر هم محور با ترکیب کننده قبل از جعبه دنده............................................................. 55
شکل (11-4) سیستم موازی غیر هم محور با ترکیب کننده بعد از جعبه دنده.............................................................. 57
شکل (12-4) بلوک دیاگرام سیستم موازی مجزا............................................................................................................. 57
شکل (13-4) بلوک دیاگرام یک خودروی هیبرید سری- موازی..................................................................................... 59
شکل (14-4) سیستم چرخ دنده سیاره ای...................................................................................................................... 59
شکل (1-5)....................................................................................................................................................................... 63
شکل (2-5)....................................................................................................................................................................... 65
شکل (3-5)....................................................................................................................................................................... 67
شکل (5-5)....................................................................................................................................................................... 69
شکل (7-5)....................................................................................................................................................................... 71
شکل (8-5)....................................................................................................................................................................... 71
شکل (9-5)....................................................................................................................................................................... 72
شکل (10-5).................................................................................................................................................................... 72
شکل (11-5).................................................................................................................................................................... 73
شکل (12-5).................................................................................................................................................................... 74
شکل (13-5).................................................................................................................................................................... 75
شکل (14-5).................................................................................................................................................................... 77
شکل (15-5).................................................................................................................................................................... 79
شکل (16-5)..................................................................................................................................................................... 79
شکل (17-5).................................................................................................................................................................... 82
شکل (18-5).................................................................................................................................................................... 83
شکل (19-5).................................................................................................................................................................... 84
شکل (20-5).................................................................................................................................................................... 84
شکل (21-5).................................................................................................................................................................... 84
شکل (22-5).................................................................................................................................................................... 85
