امکان‌سنجی هیبرید فلایویلی کردن اتوبوس‌های تندروی تهران

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 استادیار دانشکدة مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

در این مقاله امکان‌سنجی هیبرید فلایویلی کردن اتوبوس‌های تندروی تهران مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور، نخست به بررسی انواع اتوبوس‌های درون‌شهری پرداخته و سیکل کاری آنها ارزیابی می‌شود. سپس نزدیکترین سیکل برای اتوبوس تندرو در مسیر مشخصی از شهر تهران انتخاب می‌گردد. در ادامه، انواع سیستم انتقال قدرت و نحوة انتخاب آن برای اتوبوس هیبرید فلایویلی معرفی می‌شود. یکی از اجزای بسیار مهم و در دست بررسی این اتوبوس‌ها، فلایویل آنهاست؛ در این مقاله انواع فلایویل‌ها بررسی شده ‌است. میزان توان مورد نیاز فلایویل سرعت بالا باید با توجه به کاربرد آن مشخص گردد. در اینجا محاسبات توان با توجه به سیکل رانندگی اتوبوس تندرو مشخص شده ‌است. یکی دیگر از مسائل بسیار مهم روش انتقال و یکنواخت‌سازی انتقال قدرت از فلایویل به سیستم و بالعکس است که به بررسی دو نمونه از پرکاربردترین آ‌نها پرداخته شده است. بهترین نوع انتقال قدرت از لحاظ قیمت، کاربرد و دسترسی برای اتوبوس تندرو تهران انتخاب شده است. استفاده از یک سیستم هیبرید سبب کاهش مصرف سوخت و آلایندگی می‌شود؛ این امر امکان کوچکتر شدن موتور خودرو را نیز فراهم می‌کند. با توجه به شرایط شهر تهران و عملکرد مورد انتظار از اتوبوس به محاسبة توان مورد نیاز موتور و مقایسة آن با حالت قبل پرداخته شده است. امروزه استفاده از سیستم هیبرید الکتریکی رایج‌ترین نوع هیبرید است، بنابراین برای پاسخ به اینکه آیا استفاده از فلایویل به‌جای هیبرید الکتریکی مقرون به‌صرفه است یا نه، مقایسه‌ای بین این دو نوع سیستم از لحاظ قیمت، بازده انرژی، وزن و حجم انجام شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] سازمان حمل‌ونقل و ترافیک شهرداری تهران, گزیده آمار حمل‌ونقل و ترافیک تهران، تهران, 1393.

[2] J. Hilton, Flybrid systems-Mechanical hybrid systems, Proc. Engine Expo, 2008.

[3] Y. Gao, L. Chen, M. Ehsani, Investigation of the Effectiveness of Regenerative Braking for EV and HEV, No. 1999-01-2910, SAE Technical Paper, 1999.

[4] N. H. Beachley, A. A. Frank, Flywheel Energy Management Systems for Improving the Fuel Economy of Motor Vehicles, No. DOT/RSPA/DPB/50-79/1Final Rpt, 1979.

[5] Y. Yan, G. Liu, J. Chen, "Integrated modeling and optimization of a parallel hydraulic hybrid bus." International Journal of Automotive Technology, Vol. 11, No. 1, pp. 97-104, 2010.

[6] H. Achour, A. G. Olabi, Driving cycle developments and their impacts on energy consumption of transportation, Journal of Cleaner Production, Vol. 112, pp. 1778-1788, 2016.

[7] The Oerlikon electrogyro-Its development and application for omnibus service, Eng, pp. 559–566, 1955.

[8] http://photo.proaktiva.eu/digest/2008_g yrobus.html,” A Great Idea Takes a Spin, 2016.

[9] R. J. Hayes, J. P. Kajs, R. C. Thompson, J. H. Beno, Design and testing of a flywheel battery for a transit bus, No. 1999-01-1159, SAE Technical Paper, 1999.

[10] “http://www.ulev-tap.org/ulev1/opening.html,”ULEV-TAP Newsletter,2016.

[11] M. Hedlund, J. Lundin, J. Santiago, J. Abrahamsson, H. Bernhoff. Flywheel energy storage for automotive applications, Energies, Vol. 8, No. 10, pp. 10636-10663, 2015.

[12] T. Dragičević, S. Sučić, J. C. Vasquez, J. M. Guerrero, Flywheel-based distributed bus signalling strategy for the public fast charging station, IEEE Transactions on Smart Grid, Vol. 5, No. 6, pp. 2825-2835, 2014.

[13] Tehran bus, accessed August 30, 2016, http://bus.tehran.ir/.

[14] G. Amirjamshidi, M. J. Roorda, Development of simulated driving cycles for light, medium, and heavy duty trucks: Case of the Toronto Waterfront Area, Transportation research part D: transport and environment, Vol. 34, pp. 255-266, 2015.

[15] M. M. Tehrani, D. Bazargan, M. R. Hairi-Yazdi, M. Esfahanian, Performance analysis of hybrid energy storage in different driving cycles, In Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference (PEDSTC), 2011 2nd, pp. 330-335, IEEE, 2011.

[16] T. J. Barlow, S. Latham, I. S. McCrae, P. G. Boulter, A reference book of driving cycles for use in the measurement of road vehicle emissions, TRL Published Project Report, 2009.

[17] J. Lai, L. Yu, G. Song, P. Guo, X. Chen, Development of city-specific driving cycles for transit buses based on VSP distributions: case of Beijing, Journal of Transportation Engineering, Vol. 139, No. 7, pp. 749-757, 2013.

[18] P. Seers, G. Nachin, M. Glaus, Development of two driving cycles for utility vehicles, Transportation Research Part D: Transport and Environment, Vol. 41, pp. 377-385, 2015.

[19] Original F1 System, accessed November 1, 2016, http://www.flybridsystems.com/F1System.html.

[20] Fallbrook Technologies, accessed November 1, 2016, http://www.fallbrooktech.com/nuvinci-technology.

[21] USA Nuvinci Technology, accessed November 1, 2016, http://www.fallbrooktech.com/nuvinci-technology.

[22] M. M. Tehrani, M. Esfahanian, H. Nehzati, V. Esfahanian, S. H. Jamali, Design and simulation of a hybrid flywheel bus, 2012.

[23] M. M. Tehrani, M. Esfahanian, H. Nehzati, V. Esfahanian, S. H. Jamali, Design and simulation of a hybrid flywheel bus, 2012.

[24] A. Dhand, K. Pullen, Review of flywheel based internal combustion engine hybrid vehicles, International Journal of Automotive Technology, Vol. 14, No. 5, pp. 797-804, 2013.

[25] J. Abrahamsson, Kinetic Energy Storage and Magnetic Bearings: for Vehicular Applications, 2014.

[25] ر. پوتز، امکان‌سنجی استفاده از اتوبوس برقی در ناوگان اتوبوسرانی سریع تهران, دفتر محیط زیست.

[27] P. F. Ribeiro, B. K. Johnson, M. L. Crow, A. Arsoy, Y. Liu, Energy storage systems for advanced power applications, Proceedings of the IEEE, Vol. 89, No. 12, pp. 1744-1756, 2001.

[28] K. Takahashi, S. Kitade, H. Morita, Development of high speed composite flywheel rotors for energy storage systems, Advanced Composite Materials, Vol. 11, No. 1, pp. 40-49, 2002.

[29] M. Hedlund, J. Lundin, J. Santiago, J. Abrahamsson, H. Bernhoff, Flywheel energy storage for automotive applications, Energies, Vol. 8, No. 10, pp. 10636-10663, 2015.

[30] S. J. Hooper, Composite Materials: Testing and Design, ASTM Int. West Conshohocken, p. 13, 1997.

[31] M. H. Al-saleh, U. Sundararaj, Composites : Part A Review of the mechanical properties of carbon nanofiber / polymer composites, Compos. Part A, Vol. 42, No. 12, pp. 2126–2142, 2011.

[32] SAFT. Lithium-Ion Battery Life, accessed November 02, 2016, http://www.saftbatteries.com.

[33] Jaguar’s Advanced XF ‘flybrid, accessed November 02, 2016, http://www.autocar.co.uk.

[34] ExtremeTech. Volvo Hybrid Drive, accessed November 02, 2016, http://www.extremetech.com.

[35] Caoturing Lost energy, accessed November 01, 2016, http://evolution.skf.com.