جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای محمدحسن مددی)

موضوع: تعیین اندازه اجزاء خودرو پیل سوختی با استفاده از شبکه عصبی

ارائه دهنده: محمد حسن مددی

استاد راهنما: دکتر ایمان چیت ساز 

استادان مشاور: -

استادان داور: دکتر محسن دوازده امامی – دکتر رامین کوهی کمالی 

چیکده:

استفاده از سوخت های فسیلی در زندگی روزمره می‌تواند یکی از دلایل اصلی تغییرات اقلیمی و آلودگی­ها به ویژه در حوزه حمل و نقل باشد. علاوه بر این، تاثیر شدید این آلودگی‌ها بر سلامت انسان و چالش اتمام منابع فسیلی، بشر را به سمت استفاده از منابع تجدیدپذیر سوق داده است. به طور کلی عواملی مانند کاهش ذخایر سوخت فسیلی، نگرانی‌های امنیت انرژی و افزایش گرمای جهانی نیاز به جایگزینی وسایل نقلیه احتراق داخلی را نشان می‌دهند. با توجه به اینکه خودروهای پیل سوختی دارای آلودگی تقریبا صفر و همچنین سازگار با محیط زیست هستند می‌توانند جایگزین مناسبی برای خودروهای با موتور احتراق داخلی باشند.پیشرفت در فناوری پیل‌های سوختی، فرصت‌های جدیدی را برای حمل و نقل پایدار و کارآمد ایجاد کرده است. این فناوری امکان استفاده از سوخت‌های پاک و پایدار مانند هیدروژن را فراهم می‌کند که باعث کاهش گرمایش جهانی و انتشار آلاینده‌ها می‌شود. اما با این حال، برای رسیدن به این هدف و تجاری‌سازی استفاده از پیل‌های سوختی در وسایل نقلیه، باید به چالش‌های فنی، اقتصادی و عملی موجود از جمله اندازه‌گیری ظرفیت اجزا، توزیع برق و دوام در این حوزه پرداخته شود این مطالعه روش جدیدی مبتنی بر قانون برای تعیین اندازه اجزا و توزیع توان خودرو بین اجزا مختلف، برای بهبود طول عمر پیل سوختی، کاهش مصرف سوخت و افزایش استفاده از ترمز احیا کننده پیشنهاد می کند.پیاده سازی روش جدید مورد برسی در این پژوهش با استفاده از مدل‌سازی خودرو توسط دو رویکرد شبکه عصبی مصنوعی و متلب/سیمولینک انجام گرفته است. تعیین اندازه اجزا خودرو با تکیه بر داده‌های تجربی موجود از خودرو تویوتا میرای با استفاده از طراحی شبکه عصبی مصنوعی انجام گرفته،سپس مدل تایید شده برای ارزیابی تقاضای توان خودرو در چرخه های رانندگی استاندارد و مسیرهای مختلف پیاده سازی شده است. روش پیشنهادی، ظرفیت دسته‌های پیل سوختی را بر مبنای کارکرد حداکثری سیستم با بیشترین راندمان در توان میانگین چرخه‌های رانندگی، همچنین ظرفیت باتری ولتاژ بالا را بر مبنای تامین توان گذرا توسط این سیستم، تعیین می‌نماید. با پیاده‌سازی این رویکرد، حداکثر توان پیل سوختی، اندازه باتری ولتاژ بالا و موتور الکتریکی به ترتیب 96 کیلووات، 3.05 کیلووات ساعت و 60 کیلووات در نظر گرفته شده است. علاوه بر این، این مطالعه با استفاده از مدل سازی خودرو در نرم‌فزار متلب/سیمولینک تاثیر تغییر اندازه اجزا بهینه شده و تغییر استراتژی توزیع توان خودرو بر مصرف کلی سوخت را نیز ارزیابی می‌کند. نتایج به کارگیری استفاده از این روش نشان دهنده بهبود قابل توجه با کاهش مصرف سوخت در محدوده 10 تا 21 درصد در شرایط رانندگی مختلف می‌باشد. .در پایان این مطالعه، تحلیل اقتصادی، یافته‌های قانع کننده ای را در مورد اجرای استراتژی جدید نشان می‌دهد. به طور خاص، نشان می‌دهد که اتخاذ این استراتژی می تواند منجر به کاهش قابل توجه هزینه اولیه خودرو به میزان 1328 دلار شود. علاوه بر این، کاهش قابل توجهی در مصرف سوخت سالانه به میزان 691 دلار وجود دارد، که بر پتانسیل صرفه جویی بلند مدت تاکید می‌کند. این امر بر اثربخشی روش پیشنهادی نه تنها در رسیدگی به چالش های فنی بلکه در دستیابی به پیشرفت های ملموس عملکرد در سناریوهای دنیای واقعی نیز تأکید می کند. با پیشرفت مداوم و توسعه فناوری پیل‌های سوختی، امیدواریم که توجه بیشتری به این موانع اساسی شود و با تلاش‌های پیوسته، راه حل‌هایی نوآورانه و پایدار برای حمل و نقل آینده تدارک دیده شود. این راه حل‌ها نه تنها باید با کارایی و اقتصادی بودن مطابقت داشته باشند، بلکه باید به محیط زیست نیز حساسیت نشان دهند و در جهت کاهش اثرات منفی بر طبیعت و توسعه پایدار هدفمند باشند.