Elektrikli araçların modellenmesi - OtoGüncel Oto Haber Sitesi

Teknik Bilgiler no image

Published on Ağustos 24th, 2011 | tarafından Dr. Abdullah DEMİR

0

Elektrikli araçların modellenmesi

Bir hibrid elektrikli araç tasarlanılırken iki seçenek mevcuttur. Bunlardan ilki var olan bir araç modelinin, yardımcı bir güç kaynağı ve donanımı ile hibride dönüştürülmesi, diğeri ise, en baştan aracın hibrid olarak çalışacak şekilde tasarlanması seçeneğidir. Bir hibrid elektrikli araç tasarlanılırken ana hedefler aşağıda sırası ile verilmiştir.
– Yakıt ekonomisi,
– Düşük emisyon,
– Düşük maliyet,
– Bakım masraflarının az olması,
– Sürüş konforu ve yüksek sürüş performansı,
– Güvenilirlik
Eğer hibrid araç baştan tasarlanılıyor ise, güç organlarının dizilişi ve birleri ile bağlantı şekli, batarya, elektrik motoru ve içten yanmalı motorun boyutlarının seçilmesi için çeşitli optimizasyon çalışmalarının yapılması gerekmektedir. Hibrid araç bileşen seçimi ve güç yönetim stratejileri belirleniyorken dikkat edilmesi ve hesaplarda göz önüne alınması gereken en önemli hususlar aşağıda verilmiştir. 
       Hibrid araç, asgari şart olarak konvansiyonel araçtan beklenilen tüm performans isteklerini karşılayabilmelidir.
       İçten yanmalı motorlar dinamik yüklerde geçiş bölgelerinde çok daha fazla yakıt tükettiği ve kirletici gaz ürettiği için bu bölgelerde mümkün olduğunda az çalıştırılmalıdır.
       Batarya teknolojileri göz önüne alındığında, bataryaların işletme ömrü, batarya yönetiminde bağlı olarak az olduğundan, mümkün olduğunca anlık batarya kullanımından sakınılmalıdır. Batarya sıcaklığı, ortam sıcaklığı, şarj derinliği dikkate alınmalı ve iyi bir batarya yönetimi algoritması kullanılmalıdır. 
       İYM’nin hareket sağlamadığı durumlarda, eğer İYM kapatılacak ise, katalitik konvertör ve motor sıcaklıkları hesaba katılmalıdır. 
Hibrid elektrikli araçlarda, öncelikle güç ve güç aktarma organlarının hedeflenen amaçlar dahilinde en iyi bölgelerde çalıştırılması ön planda olduğu için, verilen bir çevrim için aracın güç ihtiyacının belirlenmesi gerekmektedir. Öncelikle boyuna bir araç modeli kurularak güç ve güç aktarma organlarının davranışları hesaplanabilir. Boyuna araç modeli nedensellik ilkesine göre iki şekilde kurulabilmektedir. İlk yöntem geri akış yöntemi olarak adlandırılmaktadır. Hız profili belirli olduğundan, hız profiline karşılık gelen araç yükleri hesaplanılarak, tekerlekten başlayarak güç aktarma organları üzerinden güç kaynaklarının vermesi gereken tork ve güç miktarı ile devirleri hesaplanılabilmektedir. 
İleri akış yöntemi kullanılan modelde ise mutlaka güç sistemlerini kumanda eden bir sürücü modeli kullanılmaktadır. Sürücü genellikle bir oransal-integral (PI) kontrolcü yardımı ile modellenir. Sürücü modeli kendisine verilen hız profilini takip etmek amacıyla, gaz, fren ve kavrama pedallarını kontrol ederek gerçekleşen hız ile verilen hız arasındaki hatayı azaltmaya çalışır. 
Geri akışlı model göreceli olarak daha basit olduğundan optimizasyon çalışmaları için daha uygundur. Hibrid elektrikli aracın yanal dinamiği ve kararlılığını incelemek amacıyla, detaylı bir tekerlek modelini içeren model kurulmuştur. Kurulan model içerisinde, tekerlek dinamiği, dişli kutusu ve diferansiyel, içten yanmalı motor, elektrik motoru ve batarya modeli blokları kurulmuştur. Hız profilinden yola çıkarak araca etki eden yuvarlanma, aero-dinamik, yokuş ve ivmelenme dirençleri uygun denklemler yardımı ile hesaplanmaktadır. 
Kaynak: Ali Boyalı’nın Mayıs 2008’de İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’ne sunduğu “Hibrid Elektrikli Yol Taşıtlarının Modellenmesi ve Kontrolü” konulu doktora tez çalışmasından derlenmiştir.



Yazar Hakkında

1973 yılında Trabzon’da doğdu. İlk, orta ve liseyi Trabzon’da tamamladı. 1992 yılında Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümünü kazandı. 1996 yılında Otomotiv Öğretmeni olarak mezun oldu. 1996-1999 yılları arasında “Toplu Taşım Araçlarında Otomatik Vites Kutusu Uygulaması ve İşletme Maliyetlerine Etkisi” konulu tez çalışmasıyla yüksek lisansını tamamladı. 1997-2000 yılları arasında Marmara Üniversitesinde Araştırma Görevlisi olarak çalıştı. 2009 yılında Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünde “Fren Disklerine Uygulanan Kaplamaların Frenleme Performansına Etkisinin Deneysel İncelenmesi” konulu tezi vererek doktor unvanını aldı. Demir, İSPARK AŞ’de sırasıyla, Teknik İşler Şefi, İşletmeler Müdürü, Etüt Plan ve Proje Müdürü, Etüt ve Planlama Müdürü olarak çalıştı. 17.11.2011 tarihinde Marmara Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde Yardımcı Doçent unvanıyla öğretim üyeliğine başladı. Başta otomotiv olmak üzere, güç aktarma organları, alternatif yakıtlar, ulaşım ve otopark yönetimi alanlarında ulusal ve uluslararası dergilerde, kongre ve sempozyumlarda yayımlanmış 30 makale çalışması bulunmaktadır. Ayrıca “Otopark Uygulamalarında Teknoloji, Çevre ve Emniyet Faktörleri”, 52 bin kelimelik “Otomotiv ve Temel Teknik Bilimler Sözlüğü”, 2500 kelimelik “Otopark Endüstrisi Sözlüğü”, 11 bin kelimelik “Sistem Sistem Otomotiv Teknik Terimler ve Terminolojiler Sözlüğü” gibi yayımları da bulunmaktadır. Haftalık Otohaber dergisinde yaklaşık 4 yıl süre ile teknik danışmanlık ve okur soruları editörlüğü, www.otomotivbilgi.com web sitesinde yayımlanmış 43 haftalık yazısı, www.otoguncel.com ve www.nenedir.net web sitelerinin editörlüklerini yürütmektedir. Aynı zamanda Wushu spor dalında hem Uluslararası Hakem hem de Merkez Hakem Kurulu Üyesi’dir. Uluslararası Wushu Sanda Hakemlik Kuralları Tercümesi gibi yayımları olan Demir, İngilizce bilmektedir. Evli ve bir çocuk babasıdır.


Üste Git ↑