Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται η ανάλυση, η μοντελοποίηση, ο έλεγχος και η προσομοίωση του Υβριδικού Αυτοκινήτου με διάταξη σε Σειρά (series HEV), με την ανάπτυξη κατάλληλων τεχνικών ελέγχου που στοχεύουν στην ομαλή και βέλτιστη λειτουργία του, ανεξάρτητα από τις συνθήκες που επικρατούν στο ο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14949 |
| id |
nemertes-10889-14949 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Υβριδικά οχήματα Διαδοχικός έλεγχος Hybrid vechicles Cascade control |
| spellingShingle |
Υβριδικά οχήματα Διαδοχικός έλεγχος Hybrid vechicles Cascade control Αδαμόπουλος, Φοίβος Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα |
| description |
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται η ανάλυση, η μοντελοποίηση, ο έλεγχος και η προσομοίωση του Υβριδικού Αυτοκινήτου με διάταξη σε Σειρά (series HEV), με την ανάπτυξη κατάλληλων τεχνικών ελέγχου που στοχεύουν στην ομαλή και βέλτιστη λειτουργία του, ανεξάρτητα από τις συνθήκες που επικρατούν στο οδόστρωμα κατά το χρόνο κίνησής του. Η ανάγκη για έλεγχο και ανάπτυξη των ηλεκτρικών και υβριδικών αυτοκινήτων (Ηλεκτροκίνηση) προκύπτει από την γρήγορη και αυξημένη εισχώρησή τους, τα τελευταία χρόνια, στην παγκόσμια αγορά. Κύριοι παράγοντες της ραγδαίας αυτής εξέλιξης των EVs και HEVs είναι τα περιβαλλοντικά οφέλη στον πλανήτη, λόγω των μηδενικών και ελάχιστων ρύπων που εκπέμπουν και της μείωσης της παγκόσμιας παραγωγής και άντλησης πετρελαίου. Οικονομικοί λόγοι καθώς η τιμή του ρεύματος είναι αρκετά χαμηλότερη από αυτή της βενζίνης και του πετρελαίου, ενώ αυτο-φορτίζονται κατά τις επιβραδύνσεις του οχήματος βελτιώνοντας παραπάνω τον δείκτη κατανάλωσης και κατά τη στάση δεν καταναλώνουν καθόλου ενέργεια, ενώ χρειάζονται πολύ λιγότερο σέρβις και συντήρηση. Στη συνέχεια αναλύονται τα επι μέρους εξαρτήματα που απαρτίζουν τα EVs και HEVs, δηλαδή ο ηλεκτροκινητήρας, η μπαταρία, τα επιπρόσθετα dc φορτία, οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος (μετατροπέας ώθησης τάσης dc/dc και 3φασικός μετατροπέας τάσης dc/ac), η μηχανή εσωτερικής καύσεως ICE και η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος dc σε συνδυασμό με το σύστημα μετάδοσης κίνησης και την όλη δυναμική του οχήματος βάσει Νευτώνειας μηχανικής. Στην παρούσα εργασία γίνεται ανάλυση για καθένα από τα παραπάνω εξαρτήματα με την εξαγωγή των διαφορικών εξισώσεων μέσω φυσικής για καθένα από αυτά και του δυναμικού μαθηματικού μοντέλου του ολικού συστήματος που αποτελεί ένα μη γραμμικό σύστημα διαφορικών εξισώσεων. Αυτό το ολικό μη γραμμικό σύστημα γίνεται και η βάση για την εφαρμογή τεχνικών ελέγχου μέσω PI ελεγκτών με διαδοχικό έλεγχο (Cascade Control) για καθέναν από τους λόγους κατάτμησης των μετατροπέων ισχύος ώστε στην πράξη να ελέγχουμε κατά ομαλό και βέλτιστο τρόπο την ταχύτητα περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος κινεί τους τροχούς του οχήματος, όταν ο οδηγός πατά τα πετάλ οδήγησης του αυτοκινήτου. Στο τέλος προσομοιώνουμε το όλο σύστημα μαζί με τον έλεγχο στο λογισμικό Simulink του Matlab, βγάζοντας και σχολιάζοντας τις γραφικές παραστάσεις. |
| author2 |
Adamopoulos, Foivos |
| author_facet |
Adamopoulos, Foivos Αδαμόπουλος, Φοίβος |
| author |
Αδαμόπουλος, Φοίβος |
| author_sort |
Αδαμόπουλος, Φοίβος |
| title |
Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα |
| title_short |
Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα |
| title_full |
Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα |
| title_fullStr |
Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα |
| title_full_unstemmed |
Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα |
| title_sort |
στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14949 |
| work_keys_str_mv |
AT adamopoulosphoibos stratēgikēdiacheirisēsenergeiasseybridikoēlektrikoochēma AT adamopoulosphoibos energymanagementstrategiesofhybridelectricvechicles |
| _version_ |
1799945010216435712 |
| spelling |
nemertes-10889-149492022-09-06T05:14:20Z Στρατηγική διαχείρισης ενέργειας σε υβριδικό ηλεκτρικό όχημα Energy management strategies of hybrid electric vechicles Αδαμόπουλος, Φοίβος Adamopoulos, Foivos Υβριδικά οχήματα Διαδοχικός έλεγχος Hybrid vechicles Cascade control Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται η ανάλυση, η μοντελοποίηση, ο έλεγχος και η προσομοίωση του Υβριδικού Αυτοκινήτου με διάταξη σε Σειρά (series HEV), με την ανάπτυξη κατάλληλων τεχνικών ελέγχου που στοχεύουν στην ομαλή και βέλτιστη λειτουργία του, ανεξάρτητα από τις συνθήκες που επικρατούν στο οδόστρωμα κατά το χρόνο κίνησής του. Η ανάγκη για έλεγχο και ανάπτυξη των ηλεκτρικών και υβριδικών αυτοκινήτων (Ηλεκτροκίνηση) προκύπτει από την γρήγορη και αυξημένη εισχώρησή τους, τα τελευταία χρόνια, στην παγκόσμια αγορά. Κύριοι παράγοντες της ραγδαίας αυτής εξέλιξης των EVs και HEVs είναι τα περιβαλλοντικά οφέλη στον πλανήτη, λόγω των μηδενικών και ελάχιστων ρύπων που εκπέμπουν και της μείωσης της παγκόσμιας παραγωγής και άντλησης πετρελαίου. Οικονομικοί λόγοι καθώς η τιμή του ρεύματος είναι αρκετά χαμηλότερη από αυτή της βενζίνης και του πετρελαίου, ενώ αυτο-φορτίζονται κατά τις επιβραδύνσεις του οχήματος βελτιώνοντας παραπάνω τον δείκτη κατανάλωσης και κατά τη στάση δεν καταναλώνουν καθόλου ενέργεια, ενώ χρειάζονται πολύ λιγότερο σέρβις και συντήρηση. Στη συνέχεια αναλύονται τα επι μέρους εξαρτήματα που απαρτίζουν τα EVs και HEVs, δηλαδή ο ηλεκτροκινητήρας, η μπαταρία, τα επιπρόσθετα dc φορτία, οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος (μετατροπέας ώθησης τάσης dc/dc και 3φασικός μετατροπέας τάσης dc/ac), η μηχανή εσωτερικής καύσεως ICE και η γεννήτρια συνεχούς ρεύματος dc σε συνδυασμό με το σύστημα μετάδοσης κίνησης και την όλη δυναμική του οχήματος βάσει Νευτώνειας μηχανικής. Στην παρούσα εργασία γίνεται ανάλυση για καθένα από τα παραπάνω εξαρτήματα με την εξαγωγή των διαφορικών εξισώσεων μέσω φυσικής για καθένα από αυτά και του δυναμικού μαθηματικού μοντέλου του ολικού συστήματος που αποτελεί ένα μη γραμμικό σύστημα διαφορικών εξισώσεων. Αυτό το ολικό μη γραμμικό σύστημα γίνεται και η βάση για την εφαρμογή τεχνικών ελέγχου μέσω PI ελεγκτών με διαδοχικό έλεγχο (Cascade Control) για καθέναν από τους λόγους κατάτμησης των μετατροπέων ισχύος ώστε στην πράξη να ελέγχουμε κατά ομαλό και βέλτιστο τρόπο την ταχύτητα περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος κινεί τους τροχούς του οχήματος, όταν ο οδηγός πατά τα πετάλ οδήγησης του αυτοκινήτου. Στο τέλος προσομοιώνουμε το όλο σύστημα μαζί με τον έλεγχο στο λογισμικό Simulink του Matlab, βγάζοντας και σχολιάζοντας τις γραφικές παραστάσεις. In the present work, the analysis, modeling, testing and simulation of the Series Hybrid Car is carried out, with the development of appropriate control techniques aimed at its smooth and optimal operation, regardless of the conditions prevailing on the road at the time of its movement. The need for control and development of electric and hybrid cars (Electric Drive) arises from their rapid and increased penetration, in recent years, in the global market. The main drivers of this rapid evolution of EVs and HEVs are the environmental benefits of the planet, due to the zero and minimal emissions they emit and the reduction of world oil production and pumping. Economic reasons as the price of electricity is much lower than that of gasoline and diesel, while they self-charge during vehicle decelerations, further improving the consumption index and during the stop they do not consume any energy, while they need much less service and maintenance. Then the individual components that make up EVs and HEVs are analyzed, namely the electric motor, the battery, the additional dc loads, the electronic power converters (dc / dc boost converter and dc / ac voltage source converter), the ICE internal combustion engine and the dc direct current generator in combination with the drive system and the whole dynamics of the vehicle based on Newtonian engineering. In the present work, an analysis is made for each of the above components by deriving the differential equations through physics for each of them and the dynamic mathematical model of the whole system which is a non-linear system of differential equations. This total non-linear system becomes the basis for the application of control techniques through PI controllers with Cascade Control for each of the reasons for the division of the power converters so that in practice we control in a smooth and optimal way the speed of rotation of the electric motor, which moves the wheels of the vehicle, when the driver presses the car's pedals. In the end we simulate the whole system together with the control in Matlab Simulink software, taking out and commenting on the graphs. 2021-07-08T11:34:00Z 2021-07-08T11:34:00Z 2021-07-08 http://hdl.handle.net/10889/14949 gr application/pdf |
