Elektrikli bir scooterda rejeneratif frenleme uygulamasının deneysel araştırılması
Experimental investigation of regenerative braking in an electric scooter
Yazar: HAKAN TABAK
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM CAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET AKSÖZ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Batarya = Battery ; Cumhuriyet Üniversitesi = Cumhuriyet University ; Elektrikli scooter = Electric scooter ; Rejenerasyon = Regeneration

Özet:
Bu tez çalışmasında, Elektrikli Kick Scooter'in (EKS) tekerlek içi motor kullanılarak
menzilini artırmaya yönelik yeni bir rejeneratif frenleme tekniği önerilmiştir. Önerilen
bu tekniğe göre, karmaşık anahtarlama tekniği, volan sistemi veya ultra kapasitör gibi
uygulaması zor ve ekonomik açıdan maliyetli olan bu yöntemler kullanılmadan çok
hücreli bir akü sisteminden ayarlanabilir direnç kullanarak şarj ve şarj akımlarının
değiştirilmesi yöntemi uygulanarak rejeneratif frenleme gerçekleştirilmiştir. Çok
hücreli bir akü sisteminden ayarlanabilir direnç kullanarak şarj ve şarj akımlarının
değiştirilmesi yöntemi uygulanarak standart akımlarda motor beslenirken daha yüksek
akımlarda batarya beslenilmiştir. Bu sistemi uygulamak için ayarlı güç direnci (reosta)
kullanılmıştır. Çok hücreli akü sistemi olarak lityum iyon ve kurşun asit bataryalar
kullanılmıştır. Farklı batarya grupları kullanılarak çalışmanın güvenirliliği
artırılmıştır. Önerilen rejeneratif frenleme sisteminin performansını değerlendirmek
için MATLAB/SIMULINK programı ile simülasyonları yapılmıştır. Ayrıca teorik
yöntemi teyit amaçlı deneysel bir çalışma da yapılmıştır. Deneysel yöntem için Sivas
Cumhuriyet Üniversitesi kampüsünde bir sürüş çevrimi gerçekleştirilmiştir.
Simülasyonlar sonucunda kurşun asit bataryadan %21,09 lityum iyon bataryadan ise
%28,35 menzile katkı sağlamıştır. Gerçek sürüş testlerinde ise kurşun asit bataryadan
%18,24 lityum iyon bataryadan ise %25,36 menzile katkı sağlanmıştır. Teorik ve
gerçek test sonuçlarında, önerilen rejeneratif frenleme tekniğinin uygulanabilirliği ve
verimli olduğunu kanıtlanmıştır. Ayrıca bu tez araştırması, EKS ve diğer elektrikli
araçların (EA) menzilini arttırmak için basit ve verimli bir rejeneratif frenleme sistemi
sunmaktadır.

Anahtar kelimeler: Elektrikli Kick Scooter, Rejeneratif frenleme, Şarj akımı,
ayarlanabilir güç direnci, Çok hücreli batarya, MATLAB/SIMULINK, Tekerlek içi
motor, Sürüş çevrimi, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Sürüş Çevrimi

Abstract:
In this thesis, a new regenerative braking technique is proposed to increase the range
of the Electric Kick Scooter (EKS) by using an in-wheel motor. According to this
proposed technique, regenerative braking is performed by applying the method of
changing the charge and charge currents using an adjustable resistor from a multi-cell
battery system, without using complex switching technique, flywheel system or ultracapacitor, which is difficult to implement and economically costly. By applying the
method of changing the charging and charging currents using an adjustable resistor
from a multi-cell battery system, the motor is fed at standard currents while the battery
is fed at higher currents. A regulated power resistor (rheostat) is used to implement
this system. Lithium-ion and lead-acid batteries were used as multi-cell battery system.
The reliability of the study has been increased by using different battery groups. To
evaluate the performance of the proposed regenerative braking system, simulations
were made with the MATLAB/SIMULINK program. In addition, an experimental
study was conducted to confirm the theoretical method. For the experimental method,
a driving cycle was carried out on the campus of Sivas Cumhuriyet University. As a
result of the simulations, it contributed to the range of 21.09% from the lead acid
battery and 28.35% from the lithium-ion battery. In real driving tests, 18.24% from the
lead acid battery and 25.36% from the lithium-ion battery contributed to the range. In
theoretical and real test results, the proposed regenerative braking technique has been
proven to be practicable and efficient. In addition, this thesis research offers a simple
and efficient regenerative braking system to increase the range of EKS and other
electric vehicles (EV).

Key Words: Electric Kick Scooter, Regenerative braking, Charging current,
adjustable power resistor, Multi-cell battery, MATLAB/SIMULINK, In-wheel motor,
Driving cycle, Sivas Cumhuriyet University Driving Cycle