ردیابی حداکثر بازده پیل های سوختی در قطار هیبرید مبتنی بر پیل سوختی

پیل های سوختی بعنوان یکی از حامیان دوستدار محیط زیست در منابع انرژی امروزه به کانون تحقیقات در سراسر جهان، به ویژه در زمینه حمل و نقل الکتریکی تبدیل شده است. این مقاله عمدتا بررسی ردیابی حداکثر بازده پیل های سوختی در قطار هیبرید مبتنی بر پیل سوختی را مورد بررسی قرار می دهد. استفاده از پیل سوختی در مقایسه با موتور احتراق داخلی از دو مزیت برخوردار است: راندمان بالاتر و آلایندگی صفر. با این حال، تغییرات سریع توان باعث ایجاد شرایطی می شود که موجب آسیب دیدن پیل سوختی می شود. استراتژی مدیریت انرژی نقش مهمی در وسایل حمل و نقل هیبریدی دارد که از باتری و پیل سوختی استفاده می کنند. در این مقاله، یک سیستم ترکیبی پیل سوختی- باتری پیشنهاد شده است. برای کنترل سیستم از مبدل افزاینده استفاده شده است. روش کنترلی پیشنهادی برای ردیابی حداکثر بازده پیل سوختی شامل دو بخش کنترل میزان سوخت ورودی (هیدروژن) و کنترل جریان خروجی پیل سوختی می باشد. کنترل جریان پیل سوختی با استفاده از الگوریتم اغتشاش و مشاهده انجام می شود. با استفاده از این الگوریتم سیکل کاری مبدل افزاینده به گونه ای تنظیم می شود که جریان مبدل که همان جریان خروجی پیل سوختی می باشد، همواره در مقدار بهینه تنظیم شود که در آن مقدار جریان بهینه، پیل سوختی دارای حداکثر بازده می باشد. در شبیه سازی ها مشاهده می گردد که بازده پیل سوختی در سیستم، از حدود ۳۶ درصد همراه با تغییرات نسبتا زیاد به بالای ۴۲ درصد (همراه با ریپل کمتری) می رسد که هدف ردیابی حداکثر بازده توسط این مبدل و سیستم را محقق می کند.استراتژی مدیریت انرژی در این سیستم نیز، به گونه ای تنظیم شده است که در زمانی که SOC باتری بالای ۹۵ درصد است، باتری با تمام ظرفیت در سیستم امکان تولید توان را دارد، زمانی که این میزان بین ۴۰ تا ۹۵ درصد است، سیستم تولید توان بصورت هیبریدی و در میزان کمتر از ۴۰ درصد، پیل سوختی تمام توان را تامین می کند.

کلیدواژه ها:

ردیابی ، بازده ، پیل سوختی ، قطار ، هیبرید.