خودروی الکتریکی

امروزه نگرانی های زیست محیطی بزرگترین چالش در طراحی وسایل نقلیه به حساب می آیند و به نظر می رسد که خودروهای الکتریکی پاسخ مناسبی برای حل این مشکلات است، از این رو تاکنون اقدامات زیادی در زمینه های افزایش بازدهی، کاهش تلفات و بهبود عملکرد این خودروها انجام گرفته است. یکی از مهمترین مواردی که در طراحی خودروها باید در نظر گرفت، بهبود مشخصه های آیرودینامیکی می باشد. در این مقاله نتایج حاصل از تاثیرات بهبود مشخصه های آیرودینامیکی بر روی خودروی الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است و در این راستا نصب اسپویلر عقب متحرک به همراه کنترل کننده ی پیشنهادی و همچنین پوشاندن چرخ های عقب خودرو، پیشنهاد گردیده است. به منظور بررسی راه کارهای پیشنهادی، تاثیرات آن ها بر روی نمونه ای از خودروی الکتریکی که توسط مولفین در دست ساخت و توسعه است، در محیط سیمولینک متلب مدل سازی شده است. به منظور استخراج ضرایب پسا و برآ، جریان حول خودروی الکتریکی ارائه شده در نرم افزار انسیس مورد بررسی قرار گرفته شده است، در این راستا حل عددی جریان حول خودرو از طریق دینامیک سیالات محاسباتی و همچنین مدل توربلانسی استاندارد k-ε انجام شده است. نتایج حاکی از آن است که بهبود مشخصه های آیرودینامیکی در خودروهای الکتریکی نه تنها باعث افزایش پایداری خودرو می گردد، بلکه می تواند تاثیرات قابل توجهی بر روی سیستم ذخیره سازی انرژی، مسافت پیموده شده و بازدهی موتور الکتریکی داشته باشد.

این پژوهش به بررسی مسئله مسیریابی وسایل نقلیه الکتریکی با در نظر گرفتن محدودیت حجم باری خودرو می پردازد که در این مسئله ناوگان حمل ونقل شامل وسایل نقلیه الکتریکی است که با توجه به ظرفیت محدود باتری آنان باید محدودیت های آن نیز در برنامه ریزی توزیع در نظر گرفته شود. به این منظور نقاط شارژ مجدد در شبکه حمل ونقل در نظر گرفته می شود تا در صورت نیاز به شارژ باتری، خودرو شارژ مجدد را انجام دهد و مسیر خود را تکمیل کند. ازآنجاکه وسایل نقلیه الکتریکی به صورت محدود در توزیع کالا استفاده می شوند، باید سایر جنبه های آن را نیز در نظر گرفت. یکی از جنبه های مهم محدودیت حجم باری این وسایل است که نسبتاً فضای باری کمتری دارند. گاهی ممکن است کالاهای تخصیص داده شده به یک وسیله نقلیه از نظر محدودیت وزنی موجه باشد، ولی مجموع حجم کالاها از حجم باری خودرو تجاوز کند؛ درنتیجه در این پژوهش یک مدل برنامه ریزی ریاضی برای فرموله سازی مسئله ارائه می شود؛ سپس چندین نمونه مسئله به منظور اعتبارسنجی طراحی و حل می شود که برای حل در ابعاد بزرگ از الگوریتم شبیه سازی تبرید استفاده خواهد شد.

هدف: به دلیل افزایش نگرانی های زیست محیطی، امروزه، جایگزینی وسایل نقلیه الکتریکی با وسایل نقلیه سوختی به عنوان راه حلی اقتصادی، اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. با توسعه به کارگیری انرژی های تجدیدپذیر و سیستم های ذخیره ساز انرژی، طراحی ایستگاه های شارژ با ترکیبی از این منابع انرژی و امکان تبادل با شبکه برق امری ضروری است. در این مقاله به مسئله طراحی این ایستگاه ها، ظرفیت و تعیین منابع تأمین انرژی در این ایستگاه ها پرداخته شده است و تقاضای موجود در بازه های زمانی و محدودیت های مربوط به ایستگاه شارژ و هر یک از منابع انرژی در نظر گرفته شده اند. روش: مسئله پژوهش، در قالب مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح ب منظور بهینه سازی هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی ایستگاه، برای افق زمانی مشخص فرموله شده است. در این مدل، ایستگاه شارژ قابلیت دارد که به صورت غیرهم زمان انرژی را از شبکه برق شهری خرید و فروش کند. همچنین، هزینه ها و درآمدهای آن با در نظر گرفتن فاکتور ارزش زمانی پول در مدل محاسبه شده است. مدل پیشنهادی برای یک مسئله واقعی مربوط به ایستگاه شارژ عمومی در کشور هلند به کار گرفته شده و بر اساس سه سناریوی تعریف شده و سیاست های مختلف، تعداد بهینه پنل های سیستم انرژی خورشیدی، باتری های سیستم ذخیره سازی انرژی و مقدار بهینه انرژی خریداری شده از شبکه برق و انرژی فروخته شده به شبکه برق در هر بازه زمانی به دست آمد و از نظر اقتصادی بررسی شد. یافته ها: طبق نتایج به دست آمده، هر سه سناریو تحت شرایط مختلف، توجیه اقتصادی داشته و سودآور بوده اند. نتیجه گیری: استفاده از انرژی خورشیدی و باتری ها، علاوه بر کاهش وابستگی ایستگاه شارژ به شبکه برق شهری، در سودآوری و درآمدزایی بیشتر برای ایستگاه شارژ، نقش کلیدی دارد.