مدل سازی و بهینه سازی مصرف انرژی در سامانه های انتقال قدرت خودروهای هیبریدی

افزایش تقاضا برای کاهش مصرف سوخت، کنترل آلاینده های زیست محیطی و ارتقای بازده سامانه های حمل ونقل، توجه پژوهشگران و صنعت خودروسازی را به توسعه خودروهای هیبریدی و بهینه سازی سامانه های انتقال قدرت آن ها معطوف کرده است. در این میان، سامانه انتقال قدرت به عنوان یکی از مهم ترین بخش های عملکردی خودروهای هیبریدی، نقشی تعیین کننده در مدیریت انرژی، توزیع توان بین منابع مختلف و کاهش تلفات انرژی ایفا می کند. هدف این پژوهش، مدل سازی دقیق رفتار انرژی در سامانه های انتقال قدرت خودروهای هیبریدی و ارائه رویکردی بهینه برای کاهش مصرف انرژی و افزایش بازده عملکردی در شرایط مختلف رانندگی است.در این مطالعه، ابتدا ساختار عملکردی سامانه انتقال قدرت در خودروهای هیبریدی شامل موتور احتراق داخلی، موتور الکتریکی، باتری، گیربکس و واحد کنترل انرژی مورد بررسی قرار گرفته و سپس یک مدل تحلیلی و دینامیکی برای شبیه سازی جریان توان و مصرف انرژی در چرخه های رانندگی مختلف ارائه شده است. این مدل با در نظر گرفتن پارامترهایی نظیر سرعت خودرو، گشتاور موردنیاز، وضعیت شارژ باتری، راندمان موتور الکتریکی، تلفات مکانیکی و الکتریکی، و استراتژی کنترل توان، امکان ارزیابی دقیق عملکرد سیستم را فراهم می سازد. در ادامه، به منظور بهینه سازی مصرف انرژی، از روش های هوشمند و الگوریتم های بهینه سازی برای تعیین بهترین الگوی توزیع توان بین اجزای سامانه استفاده شده است.نتایج تحلیل و شبیه سازی نشان می دهد که طراحی یک مدل مناسب برای مدیریت انرژی در سامانه انتقال قدرت خودروهای هیبریدی می تواند به طور معناداری مصرف سوخت را کاهش داده، بازده کلی سیستم را افزایش دهد و طول عمر باتری را بهبود بخشد. همچنین یافته ها بیانگر آن است که انتخاب استراتژی کنترلی بهینه در شرایط رانندگی شهری و بین شهری، تاثیر مستقیمی بر کاهش تلفات انرژی و بهبود عملکرد دینامیکی خودرو دارد. از سوی دیگر، هماهنگی میان موتور احتراقی و موتور الکتریکی، در کنار زمان بندی مناسب تعویض حالت های عملکردی، از عوامل کلیدی در دستیابی به بیشینه بهره وری انرژی محسوب می شود.به طور کلی، این پژوهش نشان می دهد که مدل سازی و بهینه سازی مصرف انرژی در سامانه های انتقال قدرت خودروهای هیبریدی، ابزاری موثر برای توسعه خودروهای پاک، کاهش هزینه های بهره برداری و ارتقای فناوری حمل ونقل هوشمند است. نتایج این تحقیق می تواند در طراحی سامانه های کنترل پیشرفته، بهبود معماری پیشرانه های هیبریدی و توسعه راهکارهای نوین مدیریت انرژی در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار گیرد.