بررسی سیستم انتقال قدرت در خودروهای برقی و مقایسه آن با سیستم انتقال قدرت در خودروهای احتراق داخلی

این پروژه بر اساس تحقیق و طراحی یكی از برنامه های اصلی صنعت در چند ساله اخیر در مورد خودروهای برقی تهیه و تدوین شده است واین پروژه به بررسی سیستم انتقال قدرت در خودروهای برقی و مقایسه آن با سیستم انتقال قدرت در خودروهای احتراق داخلی می پردازد

بررسی سیستم انتقال قدرت در خودروهای برقی و مقایسه آن با سیستم انتقال قدرت در خودروهای احتراق داخلی

این پروژه بر اساس تحقیق و طراحی یكی از برنامه های اصلی صنعت در چند ساله اخیر در مورد خودروهای برقی تهیه و تدوین شده است واین پروژه به بررسی سیستم انتقال قدرت در خودروهای برقی و مقایسه آن با سیستم انتقال قدرت در خودروهای احتراق داخلی می پردازد .

سالهای ابتدایی ساخت خودروهای برقی به سال 1900 میلادی بر می گردد كه در آن زمان از یك طرف به علت مشكلاتی كه موتورهای الكتریكی دارا بودند و از طرف دیگر اكتشاف جدید نفت و تولید فراوان آن در پیشرفت چشمگیر موتورهای احتراق داخلی ساخت این خودروها مورد توجه قرار نمی گرفت . ولی با به وجود آمدن جنگهای جهانی و كشمكش های بر سرنفت باعث شد این ماده ارزش بیشتری پیدا كند و توجه ها بیشتر به خودروهای برقی جذب شود و این بود كه از سال 1990 میلادی تولید خودروهای برقی به طور جدی تری مورد توجه قرار گرفت .

در خودروهای برقی سیستم تأمین قدرت شامل یك موتور الكتریكی ، كنترلر ، باتریها و شارژر آن می باشد مجموعه محرك برقی خودروی برقی وظیفه دارد جریان مستقیم تولید شده توسط باتری را به انرژی مكانیكی تبدیل نماید كه منظور از مجموعه محرك كلیه قطعاتی است كه جریان مستقیم باتری ها را به نیروی كششی و گشتاور لازم برای حركت چرخها تبدیل می كنند از مهمترین ویژگیهای خودروی برقی برد و قدرت حركت (‌شتاب ، سرعت ، شیب روی ، و بارگیری و انعطاف پذیری) و مدت شارژ و قیمت بالای باتریها در اغلب خودروهای برقی موجود مجموعه محرك است .

فهرست مطالب

بخش اول : نحوه تأمین انرژی و عملكرد خودروی برقی

مقدمه 2

فصل اول: خصوصیات خودرو برقی

1-1 تعریف خودرو برقی 3

1-2 تاریخچه تولید خودرو برقی 4

1-3 انواع موتورهای الکتریکی و مقایسه آن 6

1-3-1 موتورهای الکتریکی جریان مستقیم 7

1-3-2 موتورهای الکتریکی جریان متناوب 8

1-4 باتری های قابل استفاده در خودروی برقی 10

1-5 سیستم های تولید و انتقال نیروبرای خودرو های الكتریكی تولید انبوه15

1-5-1 خودرو برقی با موتورجریان مستقیم dc 17

1-5-2 خودروی برقی با موتورجریان متناوب ac 19

1-5-3 خودروهای دو منظوره 21

1-6 مشکلات تحقیقاتی و نتیجه گیری 24

فصل دوم: سیستم انتقال قدرت و محاسبه توان مورد نیاز

2-1 تأثیر وزن در خودروی برقی 25

2-1-1 تأثیر وزن بر شتاب 26

2-1-2 تأثیر وزن در شیب ها 26

2-1-3 تأثیر وزن بر سرعت 27

2-1-4 تأثیر وزن بر مسافت طی شده 27

2-1-5 توزیع وزن 27

2-2 نیروی مقاومت هوا 28

2-3رانندگی در جاده 31

2-3-1 توجه به تایر های خودرو 32

2-3-2 محاسبه نیروی مقاومت غلتشی یک خودرو 34

2-4 تجهیزات انتقال قدرت 34

2-4-1 سیستم های انتقال قدرت 35

2-4-2 تفاوت مشخصات موتور الکتریکی وموتور احتراقی36

2-4-3 بررسی دنده ها 39

2-4-4 جعبه دنده اتوماتیک و دستی 40

2-4-5 سیستم های انتقال قدرت و سیال های سبك یا سنگین برای روان كاری40

2-5 مشخصات خودروهای برقی 42

2-5-1 توان و گشتاور 43

2-5-2 محاسبه گشتاور لازم خودرو 46

2-5-3 محاسبه گشتاور خروجی موتور 46

2-5-4 مقایسه منحنی های گشتاور لازم وگشتاورخروجی موتور47

فصل سوم: طراحی سیستم انتقال قدرت پیکان برقی تبدیلی

3-1مشخصات کلی خودروی درون شهری پیكان برقی 49

3-1-1 شتابگیری مناسب 49

3-1-2 سرعت میانگین پیشینه 49

3-1-3 تأثیر شیب 50

3-1-4 برد 50

3-2 محاسبه توان مورد نیاز خودرو 50

3-2-1 محاسبه نیروی شتابگیری 51

3-2-2 نیروی حرکت در شیب 53

3-2-3 نیروی مقاومت غلتشی 53

3-2-4 نیروی مقاومت هوا 53

3-2-5 نیروی مقاومت وزش باد 54

3-2-6 رسم منحنی گشتاور و توان 54

3-3 طراحی قطعات مورد نیاز سیستم انتقال قدرت 58

3-3-1 فلایول 58

3-3-2 بوش نگهدارنده فلایول 61

3-3-3 محاسبه فلنج پوسته 63

3-3-4 طراحی شاسی زیر موتور 64

بخش دوم: نحوه تأمین انرژی و عملکرد خودروی خورشیدی

مقدمه 68

فصل اول : سلولهای خورشیدی

1-1 توضیحات کلی 72

2-1 بازدهی سلول 73

3-1 انواع سلولهای سیلیکونی 73

4-1 فناوریهای تولید 74

1-4-1 Screen printed 74

5-1 مکانیزم کارکرد سلولهای خورشیدی 74

1-5-1 نحوه كاركردن سلولهای خورشیدی(فتوولتاییكpv). 74

2-5-1 سیلیكون در سلولهای خورشیدی 76

3-5-1هنگامی كه نور به سلولهای خورشیدی برخورد می كند80

فصل دوم: طراحی بدنه و شاسی

1-2 مقدمه 81

2-2 بارهای وارده به شاسی 83

1-2-2 بارهای استاتیكی 83

2-2-2 بارهای دینامیكی(مربوط به سیستم تعلیق) 83

3-2-2 نیاز مندیها 83

4-2-2 انواع شاسیها 84

5-2-2 فرم فضایی 84

6-2-2 مواد به كار رفته در شاسیها 85

7-2-2 مونوكوكهای كامپوزیتی 86

8-2-2 جای راننده 86

فصل سوم: ناحیه خورشیدی

1-3 مقدمه 87

2-3 بررسی عوامل گوناگون 87

1-2-3 خنك نگهداشتن ناحیه 87

2-2-3 چیدن سلولها 87

3-2-3 اتصال داخلی سلولها 88

4-2-3 پوششها 88

3-3 حفاظ سلولها 88

1-3-3 فناوریها 89

4-3 تکسچرد کردن و ضد انعکاس کردن پوشش AR 89

5-3 طراحی ناحیه سلولهای خورشیدی و زیر ساخت آن برای یک مدل کوچکتر 90

1-5-3 وضعیت الكتریكی ناحیه پانل خورشیدی 93

2-5-3 نكات استنتاجی 96

6-3 نتایج بدست آمده برای یک نمونه ناحیه خورشیدی.. 96

1-6-3 مشخصات ناحیه 96

فصل چهارم: تحلیل آیرودینامیکی

1-4 مقدمه 97

2-4 طراحی پیکره اصلی 97

1-2-4 قوانین مسابقه 97

3-4 نحوه طراحی با توجه به قوانین مسابقه 97

4-4 نحوه طراحی برای دراگ پایین 99

5-4 نحوه طراحی برای یک پایداری مناسب 101

6-4 نیازهای اضافی توان خورشیدی 102

7-4 نحوه طراحی ناحیه خورشیدی 103

8-4 ساختن شکل اصلی به صورت تجربی 106

9-4 تحلیل طراحی 106

10-4 خواندن نقشه ها برای CFD 107

11-4 نتایج CFD 108

12-4 طراحی دوباره براساس CFD 110

13-4 نتایج CFD از تحلیل دوم 110

14-4 نتایج بدست آمده در مورد شکل و ترکیب بدنه.. 110

فصل پنجم : سیستم های مکانیکی

1-5 مقدمه 112

2-5 سیستم رانش 114

1-2-5 بررسی عملكرد سیستم رانش 115

2-2-5 انواع مكانیزمها 115

3-2-5 انواع سیستمهای انتقال قدرت 117

3-5 سیستم تعلیق 118

1-3-5 معایب 118

2-3-5 مزایا 118

3-3-5 رفتارهای دلخواه از تعلیق 119

4-3-5 اجزا 119

5-3-5 انواع سیستم تعلیق 119

4-5 ترمزها 121

1-4-5 انواع ترمزها 121

2-4-5 مشكلات 122

3-4-5 توضیح 122

5-5 چرخ ها و تایرها 122

1-5-5 انواع چرخها 122

2-5-5 تایرها 124

3-5-5 تأثیر عوامل مختلف بر مقاومت غلتش تایرها.. 124

فصل ششم : موتور

1-6 انواع موتور 126

1-1-6 القاییAC 126

2-1-6 مقاومت متغیر 126

3-1-6 DC جارو بك شده126

4-1-6 DC بدون جاروبك 127

5-1-6 موتورهای چرخ 127

غزال ایرانی 128

چكیده غیر فارسی 139

منابع 140

برچسب ها : بررسی سیستم انتقال قدرت در خودروهای برقی و مقایسه آن با سیستم انتقال قدرت در خودروهای احتراق داخلی , سیستم انتقال قدرت , خودروهای برقی , خودروهای احتراق داخلی , احتراق , پروژه , تحقیق , مقاله , پژوهش , پایان نامه , دانلود پروژه , دانلود تحقیق , دانلود مقاله , دانلود پژوهش , دانلود پایان نامه

خودروهای هیبریدی و انتقال قدرت ان

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند

خودروهای هیبریدی و انتقال قدرت ان

خودروهای هیبریدی

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی كه موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ كه شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان كاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از كارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز كرده اند.

خودروهای هیبریدی (Hybrid Vehicles)

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودرو الکتریکی هستند . این تلفیق انتشارات ( گازهای خوروجی ) اندک همراه با توان ، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمول ( گازوئسل وبنزین) را عرضه می کند و این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند.این انعطاف پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل ومصرف شخصی مناسب کرده است خودرو های هیبریدی می توانند سرعت و مسافت بیشتری نسبت به انواعی كه موتورهای درون ساز دارند داشته باشند، با این حسن بزرگ كه شارژباتری هایش هرگز تمام نمی شود بازدهی این خودروهابسیار بالا بوده و میزان تولید آلودگی شان كاهش یافته است. به همین دلیل بسیاری از كارخانه ها از سال 1999 تولید خودروهای هیبریدی را به صورت انبوه آغاز كرده اند.

تاریخچه خودروی هیبریدی

یك مهندس آمریكائی به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 یك ماشین هیبریدی ساخت كه قادر بود در طی 10 ثانیه تا 25 مایل شتاب بگیرد. موتور این خودرو تركیبی از موتور بنزینی و موتور الكتریكی بود كه امروزه به عنوان موتور هیبریدی شناخته می‌شود. Piper در سه سال و نیم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پیشرفت سریع موتورهای احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنین قابلیت استارت بدون هندل آنها  و از همه مهمتر پایین بودن قیمت سوختهای فسیلی و مطرح نبودن آلودگی محیط زیست، سبب عدم توجه به این نوع خودروها شد. در پی بحرانهای نفتی سالهای 1970 دوباره این خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولی تا سال 1990 که كار اصولی با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمریكا آغاز گردید، این خودروها به طور جدی پیگیری نشدند.

امروزه خودروهای هیبریدی مورد توجه كمپانیهای بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله می‌توان به شركتهایی مانند: تویوتا، هندا، میتسوبیشی، فورد، فیات، جنرال موتورز، دایملر كرایسلر، نیسان و پژو و ... اشاره نمود. توفیق این محصولات به حدی چشمگیر بوده كه از دسامبر سال 1997 تا ابتدای سال 2000 بیش از چهل هزار محصول پریوس كمپانی تویوتا به فروش رسیده است. 

خودروهای هیبریدی به وسیله دو منبع انرژی – یک واحد تبدیل انرژی (همچون یک موتور احتراق یا پیل سوختی) و یک وسیله ذخیره انرژی (هم چون باتری هل یا فرا خازن ها)- توان می گیرند . واحد تبدیل انرژی امکان قدرت گرفتن از بنزین ، متانول ، گاز طبیعی فشرده ، هیدروژن یا سوخت های جانشین دیگر را دارد. خودروهای هیبریدی این پتانسیل را دارنئ که 2 تا 3 برابر راندمان بالاتری نسبت به خودروهای متداول داشته باشند. خودروهای هیبریدی می توانند دارای طراحی موازی طراحی سری یا ترکیبی از هر دو باشند. در یک طراحی موازی ، واحد تبدیل انرژی و سیستم محرکه الکتریکی مستقیما به چرخ های خودرو مرتبط شده اند. موتور اصلی برای رانندگی در بزرگراه ها استفاده می شود ، موتور الکتریکی توان اضافی را هنگام پیمودن سر بالایی ها ، شتاب گرفتن و مواقع دیگر که توان بالای خودرو نیاز باشد فراهم می آورد.در یک طراحی سری ، موتور اصلی به یک ژنراتور تولید کننده الکترسیته مرتبط است . الکتریسیته باتری هایی را شارژ می کند که موتور الکتریکی را که به چرخ ها توان می دهد به کار می اندازد. بر خلاف خودروهای الکتریکی ، خودروهای هیبریدی نیازی به اتصال به برق شهر ندارند. در عوض آنها با ترمز واکنشی یا ژنراتور شارژ می شوند.

اجزاء خودروهای هیبریدی 

خودروهای هیبریدی یک ترکیب بهینه از اجزای مختلف هستند.یک نمونه خودرو هیبریدی را دیاگرام بالا می بینید.

•کنترل کننده ها / موتور کشنده الکتریکی 

•سیستم های ذخیره کننده انرژی الکتریکی ، همچون باتری ها و فراخازن ها 

•واحد توان هیبریدی همچون موتور احتراق جرقه ای ، موتورهای انژکتور مستقیم احتراق تراکمی (دیزل) توربین های گازی و پیل های سوختی 

•سیستم های  سوخت رسانی برای واحد توان هیبریدی 

•جعبه دنده (گیربکس) 

برای کمک به گازهای خروجی و بهبود کارایی های خودرو ، اجزاء وسیستم های زیر بواسطه تحقیق و توسعه اصلاح شدند :

•سیستم های کنترل گازهای خارجی 

•مدیریت انرژی وکنترل سیستم ها 

•مدیریت حرارتی اجزاء 

•وزن پایین وایرو دینامیک بدنه / شاسی 

•مقاومت غلطشی پایین (شامل طراحی بدنه وتایرها ) 

•کاهش بار لوازم اضافی 

کنترل کننده ها / موتورهای هیبریدی

موتورهای کارگران پر کار سیستمهای راننده  خودروهای هیبریدی هستند ، یک موتور کشنده الکتریکی ، انرژی الکتریکی واحد ذخیره انرژی را به انرژی مکانیکی که چرخ های خودرو را به حرکت در می آورد.بر خلاف خودروهای معمول که برای بدست آوردن گشتاور کامل ، موتور باید سرعت بگیرد موتور الکتریکی گشتاور کامل رادر سرعت های پایین نیز فراهم می کند. همین مشخصه شتاب غیر خطی عالی به خودرو می دهد . مشخصه های مهم موتور خودروی هیبریدی شامل کنترل خوب رانندگی با خطای مجاز صدای کم وراندمان بالا می باشد. مشخصه های دیگر شامل انعطاف پذیری مربوط به  نوسان ولتاژ و البته قابل قبول بودن قیمت تولید انبوه می شود. تکنولوژی موتور جلو برنده برای کاربردهای خودروی هیبریدی شامل آهنربای دائمی ، القای جریان متناوب و موتورهای مقاومت مغناطیسی متغییر می باشد.

باتری خودرو هیبریدی 

باتری ها یک از اجزای ضروری خودروخهای هیبریدی هستند . گر چه تعداد کمی از تولیدات خودروهای هیبریدی با باتریهای پیشرفته در بازار عرضه شده اند اما هیچ کدام از باتری های رایج یک ترکیب قابل قبول اقتصادی از توان ، راندمان انرژی و طول عمر را برای حجم بالای تولید خودرو ارائه نداده اند. ویژگیهای مطلوب باتریهای با توان بالا برای کاربردهای خودروهای هیبریدی شامل این موارد است : پیک و توان مخصوص تکانه بالا ، انرژی مخصوص بالای توان تکانه ، پذیرش شارژ بالا برای بیشینه کردن بهره بری ترمز واکنشی و طول عمر طولانی . روش ها و طراحی های در حال توسعه برای هماهنگی مجموعه به صورت الکتریکی و حرارتی ، روشهای دقیق در حال پیشرفت برای تعیین وضع شارژ باتری ، باتریهای بادوام در حال پیشرفت و قابلیت بازاریابی ، چالش های تکنیکی دیگر هستند.

فراخازن های خودروهای هیبریدی

فراخازنها انرژی مخصوص بالاتری دارند و نوع قویتری از خازن های الکترولیتی هستند که انرژی را به عنوان شارژ الکتریسته ساکن ذخیره می کنند. فراخازنها سیسمتهای الکتروشیمیایی هستند که انرژی را در لایه ای از مایع قطبیده شده در سطح مشترک مابین یک الکترولیت رسانای یونی و یک الکترود رسانا ذخیره می کنند . ظرفیت ذخیره انرژی با افزایش مساحت سطح مشترک افزایش می یابد. فراخازنها به عنوان اولین ابزار برای کمک به توان موتور در شتاب گیری و سر بالایی رفتن هستند که به هملن خوبی بازیافت انرژی ترمزگسترش پیداکرده اند فراخازنها به صورت بالقوه به عنوان دومین شیوه ذخیره انرژی در خودروهای هیبریدی ، برای تامین توان بار گذاری باتری های شیمیایی سودمندند. الکتریسیته اضافی برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در مواقعی که چگالی انرژی پایین است مورد نیاز است. 

پیل های سوختی خودروهای هیبریدی

پیل های سوختی به واسطه یک واکنش الکتروشیمیایی که هیدروژن را با اکسیژن در هوای محیط ترکیب می کند ، الکتریسیته تولید می کنند.هیدروژن خالص یا هر سوخت فسیلی دیگری که اصلاح شده باشد می تواند برای تولید گاز هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد. متانول یک انتخاب معمول برای سوخت است. تنها گاز خروجی پیل سوختی بخار آب است که توان بالقوه آن را به عنوان تمیزترین واحد توان هیبریدی می رساند. راندمان ، صدای کم ، قابلیت اطمینان و راندمان تبدیل انرژی تا 50% پیش بینی شده پیلل های سوختی ، نشان می دهد که به طور نسبه مشخصه های خودروی هیبریدی در قیاس با راندمان 20-25 درصد موتورهای بنزینی احتراق داخلی مناسب تر هستند.  

انتشارات پایین و راندمان بالا 

تفاوت در گازهای خروجی خودروهای الکتریکی هیبریدی بستگی به خودرو و پیکر بندی اجزا آن دارد. ولی به طور کلی خودروهای هیبریدی گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی دارند چرا که در موتور این خودروها یک موتور الکتریکی به همراه یک موتور احتراق داخلی دارد و موتور الکتریکی در بسیاری از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلی است بنابراین مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش می یابد ، در ضمن این خودروها قادرند فقط با موتورالکتریکی کار کنند که باعث کاهش آلودگی می شود.هیبریدهابه سادگی کار کرد موتور را کنترل می کنند و این عمل خورو را دارای راندمان بیشتر و آلودگی کمتر می کند.

مقایسه عملکردی خودروهای برقی خالص و خودروهای هایبرید

خودروهای برقی گرچه به عنوان اولین راهکار برای کاهش میزان آلودگی معرفی گردیده اند اما به علت آنکه در سیکلهای رانشی طولانی با مشکل ر وبرو می شوند از اینرو حضور موفقی نداشته اند و در حقیقت با شکست مواجه گردیده اند .ایده خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف خودروهای هایبرید به علت استفاده از دو منبع انرژی در تولید سیستم محرکه رانشی نه تنها مشکل آلودگ ی و مصرف سوخت را به حداقل رسانده است بلکه مشکلات ناشی از خودروهای برقی خالص را حل نموده است .واین مزیت خودروهای هایبرید برقی نسبت به خودروهای برقی خالص می باشد.

نوع فایل:word

سایز :111 KB 

تعداد صفحه :10

برچسب ها : خودروهای هیبریدی و انتقال قدرت ان , خودروهای هیبریدی و انتقال قدرت ان , خودروهای هیبریدی , جعبه دنده , موتورهای هیبریدی , باتری , فراخازن ها , پیل های سوختی , خودروهای برقی , موتور الکتریکی , تحقیق , جزوه , مقاله , پایان نامه , پروژه , دانلود تحقیق , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود پروژه