پروژه متلب (81106)

شرح پروژه

سلام

عنوان: مدل‌سازی پک باتری هیبریدی با ذخیره‌سازی اولیه انرژی لیتیوم-یون و افزایش‌دهنده مسافت ثانویه آلومینیوم-هوا برای خودروهای الکتریکی

چکیده:

خودروهای الکتریکی (EV) نمادی از حرکت به سوی حمل‌ونقل پایدار هستند، اما نگرانی‌ها درباره برد و عمر باتری محدودیت‌هایی برای پذیرش گسترده آن‌ها ایجاد کرده است. این پیشنهاد دکترای پژوهشی به هدف توسعه یک مدل جامع از یک پک باتری هیبریدی که شامل یک باتری لیتیوم-یون به عنوان سیستم ذخیره‌سازی اولیه انرژی (ESS) و یک باتری آلومینیوم-هوا به عنوان افزایش‌دهنده مسافت ثانویه است، ارائه شده است. هدف این پژوهش افزایش برد، بهره‌وری و عملکرد کلی خودروهای الکتریکی است. این تحقیق شامل ادغام مدل‌های الکتروشیمیایی، حرارتی و مکانیکی برای شبیه‌سازی رفتار سیستم باتری هیبریدی تحت شرایط عملیاتی مختلف می‌باشد.

مقدمه:

انتقال به خودروهای الکتریکی (EV) برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و وابستگی به سوخت‌های فسیلی بسیار مهم است. با این حال، خودروهای الکتریکی کنونی با چالش‌های مهمی از جمله برد محدود و زمان‌های طولانی شارژ مواجه هستند. یک راه‌حل امیدوارکننده سیستم باتری هیبریدی است که باتری‌های لیتیوم-یون با چگالی انرژی بالا، به عنوان سیستم ذخیره‌سازی اولیه انرژی (ESS)، و باتری‌های آلومینیوم-هوا با انرژی ویژه بالا، به عنوان افزایش‌دهنده مسافت ثانویه را ترکیب می‌کند. این سیستم هیبریدی می‌تواند افزایش برد لازم را فراهم کند در حالی که بهره‌وری و پایداری را حفظ می‌کند.

اهداف تحقیق:

1.  توسعه یک مدل الکتروشیمیایی دقیق برای باتری لیتیوم-یون به عنوان ESS اولیه و باتری آلومینیوم-هوا به عنوان افزایش‌دهنده مسافت ثانویه.

2.  ادغام مدل‌های حرارتی و مکانیکی برای پیش‌بینی عملکرد سیستم هیبریدی تحت شرایط مختلف.

3.  شبیه‌سازی رفتار پک باتری هیبریدی در طول چرخه‌های رانندگی و شرایط محیطی مختلف.

4.  بهینه‌سازی طراحی سیستم هیبریدی برای حداکثر بهره‌وری، برد و عمر.

5.  اعتبارسنجی مدل با داده‌های تجربی و آزمایش‌های دنیای واقعی.

مرور ادبیات:

مروری جامع بر ادبیات موجود برای درک وضعیت کنونی فناوری باتری‌های لیتیوم-یون و آلومینیوم-هوا، سیستم‌های باتری هیبریدی و کاربردهای آن‌ها در خودروهای الکتریکی انجام خواهد شد. این مرور، شکاف‌های موجود در تحقیقات کنونی را شناسایی کرده و مبنایی برای رویکرد مدل‌سازی پیشنهادی فراهم خواهد کرد.

روش‌شناسی:

1.  توسعه مدل:

o  مدل الکتروشیمیایی: توسعه مدل‌های دقیق برای هر دو باتری لیتیوم-یون (ESS اولیه) و باتری آلومینیوم-هوا (افزایش‌دهنده مسافت ثانویه)، شامل دینامیک شارژ/دشارژ، مکانیسم‌های تخریب و کاهش ظرفیت.

o  مدل حرارتی: ادغام استراتژی‌های مدیریت حرارتی برای آدرس‌دهی تولید و پراکندگی حرارت در پک باتری هیبریدی.

o  مدل مکانیکی: شامل جنبه‌های مکانیکی مانند یکپارچگی ساختاری، تنش و کرنش در پک باتری تحت شرایط عملیاتی مختلف.

2.  شبیه‌سازی و بهینه‌سازی:

o  استفاده از ابزارهای محاسباتی (مثلاً MATLAB، COMSOL) برای شبیه‌سازی عملکرد سیستم هیبریدی.

o  انجام مطالعات پارامتری برای درک تأثیر پارامترهای طراحی مختلف بر عملکرد کلی.

o  استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی برای شناسایی بهترین پیکربندی برای پک باتری هیبریدی.

3.  اعتبارسنجی تجربی:

o  طراحی و ساخت یک نمونه اولیه پک باتری هیبریدی.

o  انجام آزمایش‌های آزمایشگاهی برای جمع‌آوری داده‌ها به منظور اعتبارسنجی مدل.

o  مقایسه نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی برای بهبود مدل.

نتایج مورد انتظار:

1.  یک مدل اعتبارسنجی شده از پک باتری هیبریدی لیتیوم-یون (ESS اولیه) و آلومینیوم-هوا (افزایش‌دهنده مسافت ثانویه) برای خودروهای الکتریکی.

2.  بینش‌هایی در مورد طراحی و عملکرد بهینه سیستم هیبریدی.

3.  توصیه‌هایی برای بهبود بهره‌وری، برد و عمر خودروهای الکتریکی با استفاده از فناوری باتری هیبریدی.

4.  مشارکت در دانش پایه در زمینه سیستم‌های باتری پیشرفته برای حمل‌ونقل پایدار.

جدول زمانی:

o  انجام مرور ادبیات و توسعه مدل‌های اولیه الکتروشیمیایی.

o  آغاز ادغام مدل‌های حرارتی و مکانیکی.

2.  :

o  تکمیل ادغام مدل و انجام شبیه‌سازی‌های اولیه.

o  شروع به طراحی نمونه اولیه پک باتری هیبریدی.

3.  :

o  ساخت و آزمایش نمونه اولیه پک باتری هیبریدی.

o  جمع‌آوری داده‌های تجربی برای اعتبارسنجی مدل.

4.  :

o  بهبود مدل بر اساس نتایج تجربی.

o  انجام شبیه‌سازی‌ها و مطالعات بهینه‌سازی نهایی.

o  آماده‌سازی و ارسال رساله.

منابع:

فهرستی جامع از منابع تهیه خواهد شد که تمرکز آن بر پیشرفت‌های اخیر در فناوری باتری‌های لیتیوم-یون و آلومینیوم-هوا، سیستم‌های هیبریدی و کاربردهای آن‌ها در خودروهای الکتریکی است. نشریات و کنفرانس‌های کلیدی در زمینه‌های الکتروشیمی، فناوری باتری و حمل‌ونقل پایدار در این فهرست گنجانده خواهند شد.

6957

مهارت ها و تخصص های مورد نیاز

درباره کارفرما

Hamyarprozhe

عضویت یازده سال پیش

52480 پروژه ثبت شده ،

50 پروژه در حال انجام ،

210 پروژه آماده دریافت پیشنهاد ،

نرخ پذیرش پیشنهاد 15%