دانلود رایگان مقاله خودروهای برقی
توضیحات
مقاله خودروهای برقی با فرمت ورد
بخشی از مقاله :
چکیده :
این پروژه بر اساس تحقیق و طراحی یکی 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 ۱۹۰۰ میلادی بر می گردد که در آن
زمان از یک طرف به علت مشکلاتی که موتورهای الکتریکی دارا بودند و از طرف
دیگر اکتشاف 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 کشمکش های بر سرنفت باعث شد این ماده ارزش بیشتری پیدا کند و
توجه ها بیشتر به خودروهای برقی جذب شود و این بود که از سال ۱۹۹۰ میلادی
تولید خودروهای برقی به طور جدی تری مورد توجه قرار گرفت .
در خودروهای برقی سیستم تأمین قدرت شامل یک موتور الکتریکی ، کنترلر ،
باتریها و شارژر آن می باشد مجموعه محرک برقی خودروی برقی وظیفه دارد جریان
مستقیم تولید شده توسط باتری را به انرژی مکانیکی تبدیل نماید که منظور از
مجموعه محرک کلیه قطعاتی است که جریان مستقیم باتری ها را به نیروی کششی و
گشتاور لازم برای حرکت چرخها تبدیل می کنند از مهمترین ویژگیهای خودروی
برقی برد و قدرت حرکت (شتاب ، سرعت ، شیب روی ، و بارگیری و انعطاف پذیری)
و مدت شارژ و قیمت بالای باتریها در اغلب خودروهای برقی موجود مجموعه محرک
است .
بخش اول:
نحوه تأمین انرژی و عملکرد خودروی برقی
مقدمه :
به علت پیشرفت روز افزون صنعت خودرو و تولید انبوه خودروهای احتراق داخلی
که مشکلات گوناگونی از قبیل آلودگی هوا بوجود می آورد و نیز محدود بودن
ذخایر سوخت فسیلی و گران بودن آن تحقیق و طراحی در مورد خودروهای برقی به
یکی از برنامه های اصلی صنعت خودرو مخصوصاً در کشورهای پیشرفته اروپایی و
آمریکایی بدل شده است ایران نیز در چند ساله اخیر تحقیقاتی در این زمینه
انجام داده است شرکتهای ایران خودرو، سایپا و کیش خودرو تحقیقات در این
زمینه را ادامه می دهند این تحقیقات به تولید نمونه هایی در شرکتهای ایران
خودرو و سایپا منجر شده که در نمایشگاههای خودرو به معرض دید عموم قرار
گرفته است شرکت کیش خودرو نیز در حال ساخت خودرو برقی نمونه می باشد.
این پروژه به بررسی سیستم انتقال قدرت در خودروهای برقی و مقایسه آن با سیستم انتقال قدرت در خودروهای احتراق داخلی می پردازد.
فصل اول : خصوصیات خودروی برقی
در این فصل پس ازمعرفی و تعریف خودروی برقی و شرح مختصری در مورد تاریخچه
خودرو برقی به بررسی مزیتهای این نوع خودرو می پردازیم ابتدا مزیت خودروی
برقی از نظر نوع انرژی و سپس مزیت تجهیزات الکتریکی مورد استفاده و مشکلات
موجود در خودروی برقی می پردازیم .
۱-۱- تعریف خودروی برقی
در یک خودروی برقی مجموعه محرک برقی آن وظیفه دارد جریان مستقیم تولید شده
توسط باتری را به انرژی مکانیکی تبدیل نماید منظور از مجموعه محرک کلیه
قطعاتی است که جریان مستقیم باتریها را به نیروی کششی و گشتاور لازم برای
حرکت چرخها تبدیل می کنند مهمترین ویژگی خودروهای برقی عبارتند از : برد و
قدرت حرکت (شتاب ، سرعت ، شیب روی و بارگیری و انعطاف پذیری ) و مدت شارژ و
قیمت بالای باتریها ، در اغلب خودروهای برقی موجود مجموعه محرک تشکیل شده
است از کنترلر (عضو تنظیم کننده) ، موتور الکتریکی ، جعبه دنده با نسبت
کاهنده روی اکسل ها و جعبه تقسیم برای دو یا چهارچرخ ، راه حل های دیگر نیز
بکار رفته اند بطور مثال دو موتور همراه با جعبه دنده و یا بدون جعبه دنده
. مجموعه محرک باید خواسته های متعدد و متنوعی را برآورده کند که از آنها
بعنوان معیار برای ارزیابی و مقایسه راه حل های مختلف استفاده می شود بطور
مثال برخی از مهمترین این معیارها عبارتنداز :
– کاربری ساده
– راندمان بالا
– هزینه پایین
– اطمینان بالا
– عدم نیاز به سرویس و نگهداری
– وزن کم
– حجم ساختمانی کم
باید توجه داشت که نمی توان همه این معیارها را به خوبی در یک مجموعه محرک
جمع نمود بطوریکه عموماً راندمان بالا با هزینه پایین متضادند علاوه براین
بایستی توجه داشت که انواع خودروهای مختلف مراکز خواسته ها را تعریف می
کنند بطور مثال در خودروی باری برقی حجم ساختمانی نقش کم اهمیت تری پیدا می
کند.
۱-۲- تاریخچه تولید خودروی برقی و مزیت آن نسبت به خودرو احتراقی خودروی
برقی از حدود سال ۱۹۰۰ میلادی تولید می شده است و تا سال ۱۹۱۵ روند تولید
افزایش نسبتاً خوبی داشته است به دلیل مشکلاتی که موتورهای الکتریکی داشتند
تولید خودرو برقی مورد استقبال قرار نگرفت اکتشافات جدید نفت و تولید
فراوان آن همچنین پیشرفت چشمگیر موتورهای احتراق داخلی سالهای ۱۹۱۵ الی
۱۹۹۰ را در انحصار خودروهای با موتور احتراقی در آورد . بروز جنگهای جهانی ،
جنگها و کشمکش هایی که نفت موضوع اصلی یا مورد استفاده آنها بود باعث شد
که به ارزش واقعی این ماده پی برده شود و قیمت آن افزایش یابد اکنون که
منابع جدید و قابل توجه نفت کشف نشده است و پیش بینی می شود ذخائر نفت به
اتمام برسد، کشورهای صنعتی به استفاده از منابع دیگر انرژی ترغیب شده اند
انرژی خورشیدی ، باد، سدهای آبی و انرژی هسته ای منابع جدید تأمین انرژی
هستند و براحتی به انرژی الکتریکی تبدیل می شوند از سال ۱۹۹۰ تولید خودروی
برقی مورد توجه قرار گرفت چون خودروها که یکی از منابع عمده مصرف انرژی
هستند می توانند به مصرف انرژی هستند می توانند به مصرف کننده الکتریسیته
تبدیل شوند با پیشرفت فن آوری ساخت موتورهای الکتریکی ، خودروهای برقی
دارای مزیت نسبی نسبت به خودروهای معمولی شده اند در خودروهای برقی سیستم
تأمین قدرت شامل یک موتور الکتریکی ، کنترلر ، باتریها و شارژر آن می باشد
همه این تجهیزات پیشرفت چشمگیری داشته اند بطوریکه تعمیرات به حداقل می رسد
خودرو معمولی شامل موتور احتراق داخلی با سیستم پیچیده ای است و تجهیزاتی
به آن اضافه می شود. مانند :
۱- تجهیزات خروج و تصفیه دود شامل انباره ، اگزوز و …
۲- سیستم سرمایش موتور شامل رادیاتور، پمپ آب ، محفظه سرمایش ، ترموستات و سنسورها
۳- سیستم تولید جرقه شامل دلکو ، شمع ها و …
۴- سیستم سوخت رسانی شامل کاربراتور پمپ سوخت رسانی ، سیستم تزریق ، سوخت داخل سیلندر ، فیلترهای هوا و سوخت .
۵- سیستم مکانیکی موتور شامل میل لنگ ، پیستونها ، رینگهای آب بندی ، پمپ
روغن ، چرخ زنجیر، واشرهای آب بندی و استارتر. این تجهیزات احتیاج به سرویس
و تعمیرات مداوم دارند در حالیکه در خودرو برقی تجهیزات پیچیده ای وجود
ندارد.
۱-۳- انواع موتورهای الکتریکی و مقایسه آنها
موتورهای الکتریکی دارای استاتور یا قسمت ساکن و روتور یا قسمت متحرک هستند
موتورهای الکتریکی فقط دارای یک قسمت متحرک هستند در حالیکه موتورهای
احتراقی قطعات متحرک زیادی دارند راندمان این موتورها بالاست و اغلب بیش از
۹۰% است انواع موتورهای الکتریکی را می توان در محدوده وسیع قدرت و در
اندازه های مختلف و شکلهای مختلف از نوع dc یا ac طراحی کرد.
موتور الکتریکی وسیله مکانیکی است که انرژی مکانیکی را به حرکت تبدیل می
نماید و این حرکت می تواند برای تولید کار ، کشیدن ، هل دادن ، بالا بردن ،
تکان دادن یا ایجاد نوسان بکار رود.
موتور الکتریکی از قوانین کلاسیک و مغناطیس استفاده می نماید هر کدام از
انواع موتورها دارای مشخصه های سرعت ، گشتاور و مشخصه برقی خاص هستند و
برای استفاده در خودرو برقی دارای مزایا و معایبی می باشند انواع موتورهای
برقی مناسب برای استفاده در خودرو برقی که به صورت انبوه تولید می شوند به
طور اختصار معرفی می گردد.
۱-۳-۱- موتورهای الکتریکی جریان مستقیم
در این نوع موتورها جریان اصلی از کویل های هسته عبور می نماید و باعث چرخش
هسته و ایجاد گشتاور در آن می گردد استاتور شامل قطب های آهن ربایی است
هسته شامل شافت اصلی موتور و چند کویل است هر یک از کویل ها به کویل بعدی
متصل است و جریان در کل آنها وجود دارد البته نوع اتصال کویل ها به یکدیگر
خواص مختلفی ایجاد می نماید که انواع مختلف موتورهای dc را به وجود می
آورد.
۱- سری
۲- شانت : در این نوع موتور به علت وجود کوماتاتور متحرک جریان در آرمیچر مرتباً تغییر جهت می دهد.
۳- ترکیبی : که ترکیب نوع ۱ و ۲ می باشد.
۴- با مغناطیس دائم
۵- بدون جاروبک
۶- جامع
مدار جریان در کویل انواع مختلف موتور dc و مشخصه های هر کدام از این نوع موتورها در شکل ۱-۱ ترسیم شده است.
موتورهای جریان مستقیم عموماً دارای مدار اینورتر ساده و ارزان با قابلیت
بسیار بالا می باشند و سرعت موتور به راحتی قابل کنترل است وزن و حجم زیاد ،
قیمت بالا پیچیدگی ساخت ، هزینه تعمیر و نگهداری بالا ، راندمان پائین و
وجود جاروبک از معایب این موتورها می باشد در موتورها بدون نگهداری بالا ،
راندمان پایین و وجود جاروبک از معایب این موتورها می باشد در نوع موتور
بدون جاروبک که جاروبک وجود ندارد ، کنترل سرعت براحتی انجام می شود و
موتور دارای دانسیته قدرت بالا می باشد این نوع موتور در سرعتها بالا
کاربرد دارد حجم موتور کم و نویز نسبت به موتورهای دیگر کمتر می باشد عیب
این نوع پیچیده بودن ساخت موتور و قیمت بالای آن است.
۱-۳-۲- موتورهای الکتریکی جریان متناوب
جریان ac خصوصیات خوبی دارد از جمله می تواند در ولتاژهای بالا به راحتی
انتقال یابد و با وجود ترانسفورماتور تبدیل مقدار ولتاژ نیز به راحتی انجام
می شود به علت در دسترس بودن این نوع موتور برای خودرو برقی نیز بیشتر
استفاده می گردد.
مطالب فهرست شده :
چکیده
بخش اول
نحوه تأمین انرژی و عملکرد خودروی برقی
مقدمه
فصل اول : خصوصیات خودروی برقی
۱-۳- انواع موتورهای الکتریکی و مقایسه آنها
۱-۳-۱- موتورهای الکتریکی جریان مستقیم
۲- موتورهای القائی سه فاز
سیستم ذخیره انرژی الکتریکی
بلوک دیاگرام سیستم های ذخیره انرژی
مصرف برق در هر بار شارژر باتری ها
عمر باتریها
نوع باتری
۱-۵-۱- خودرو برقی با موتور جریان مستقیم dc
نتیجه گیری
رابطه بین قطعات
موتور / اکسل
شکل ۱: ارتباط تجهیزات در خودرو برقی دو منظوره
فصل دوم: سیستم انتقال قدرت و محاسبه توان مورد نیاز
جدول ۳ : توزیع وزن در خودرو
جدول ۴: ضریب برای قسمتهای مختلف خودرو
سرعت خودرو V
جدول ۶
۲-۳- رانندگی در جاده
۲-۳-۲- محاسبه نیروی مقاومت غلتشی یک خودرو
۲-۴- تجهیزات انتقال قدرت
۲-۴-۱- سیستمهای انتقال قدرت
۲-۴-۲- بررسی دنده ها
۲-۴-۴- جعبه دنده اتوماتیک و دستی
شکل ۲: مقایسه مشخصه های موتور برقی و موتور احتراق داخلی
شکل۳: تأثیر نسبت دنده بر سرعت و قدرت خودرو
۲-۵-۳- محاسبه گشتاور خروجی موتور
جدول ۷: گشتاور خروجی یک موتور ۱۲۰ ولت dc برای یک وانت در سرعتها و نسبت دنده های مختلف
شکل ۴: مقایسه گشتاور مورد نیاز و گشتاور قابل تامین در خودرو برقی
فصل سوم: طراحی سیستم انتقال قدرت پیکان برقی تبدیلی
شکل ۵: نمودار نیروهای مقاوم بر حسب سرعت در خودرو پیکان برقی
شکل ۶: نمودار نیروهای مقاوم بر حسب سرعت در خودرو پیکان برقی
۳-۳- طراحی قطعات مورد نیاز سیستم انتقال قدرت
محاسبه تحمل پیچها در برابر فشار
شکل ۷: ابعاد مختلف فلایویل برای استفاده پیکان برقی
شکل ۸: فنر کلاچ در خودرو پیکان
۳-۳-۴- طرحی شاسی زیر موتور
شکل ۹: نمودار ممان خمشی شاسی موتور در خودرو پیکان برقی
بخش دوم : نحوه تأمین انرژی و عملکرد خودروی خورشیدی
مقدمه
فصل اول : سلولهای خورشیدی : Solar cells
۲-۱ بازدهی سلول : Cell Efficiency
۱-۵-۱ : نحوه کار کردن سلولهای خورشیدی (فتوولتاییک pv)
۲-۵-۱- سیلیکون در سلولهای خورشیدی
فصل دوم : طراحی بدنه و شاسی : Body and chasis design
مقدمه
شاسی و قسمتهای مختلف آن
۷-۲-۲ مونوکوکهای کامپوزیتی
فصل سوم : ناحیه خورشیدی solar Array
۴-۲-۳ پوششها
۱-۳-۳ فناوریها
شکل ۱۴: ساختمان نیهای بزرگ شده به وسیله دیگر نیهای بریده شده را نشان می دهد.
۱-۵-۳ وضعیت الکتریکی ناحیه پانل خورشیدی
شکل ۱۵: ترکیب بندی الکتریکی سلولهای خورشیدی
شکل ۱۶: نمودار جریان بر حسب ولتاژ
فصل چهارم : تحلیل آیرودینامیکی
شکل ۱۷: بادهای نسبی: ( برآیند نیروهای وارد به یک نمونه ماشین خورشیدی)
شکل ۱۹: ایرفویل NACA 4418
۹-۴ تحلیل طراحی
۱۱-۴ نتایج CFD:
۱۲-۴ طراحی دوباره براساس CFD:
فصل پنجم : سیستم های مکانیکی
۲-۲-۵ انواع مکانیزمها
شکل ۲۱: انواع سیستم های انتقال قدرت
۳-۲-۵ انواع سیستم های انتقال قدرت
۳-۵ سیستم تعلیق : Suspension System
۳-۳-۵ رفتارهای دلخواه از تعلیق
– ترمزهای استوانه ای : Drum Brakes
۳-۴-۵ توضیح
۱-۵-۵ انواع چرخها
شکل ۲۴: قسمت های یک چرخ را نشان می دهد
فصل ششم: موتور Motor
غزال ایرانی
فهرست مراجع و منابع
