Elektrikli araçlarda şarj durumuna bağlı optimum rota seçimi
State of charge based route optimiization in electric vehicles
Yazar: ERAY BOZKURT
Danışman: DOÇ. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrikli araçlar = Electric vehicles

Özet:
Günümüzde, otomotiv sektörü elektrikli araçların giderek kendisine daha çok yer bulduğu yeni bir döneme girmiştir. Son yıllarda giderek daha fazla önem kazanan ekonomik ve ekolojik sorunlar ile bunların beraberinde getirdiği regülasyonlar sonucunda elektrikli araçlar alanında çalışmalar arttırılmıştır. Toyota'nın Prius modeli hibrid elektrikli araçların piyasada ekonomik olarak uygulanabilir olduğunu kanıtlamıştır. Bugün artık birçok büyük otomobil üreticisi hibrid elektrikli ve tamamen elektrikli araçlarını piyasaya sürmekte ya da sürme aşamasındadır. Elektrikli araçların şarj sorunu ve kısıtlı menzili en büyük sorun olarak görülmektedir. Şehir içi kullanıma uygun olan elektrikli araçların kullanımını arttırmak için şehir içi şarj istasyonlarının kurulumu giderek artmaktadır.Bu çalışmada, akülü bir elektrikli aracın şarj durumuna bağlı olarak rotasının optimizasyonu yapılmıştır. Aracın olası rotalarda harcayacağı enerji miktarları karşılaştırılmış ve bunlar arasından en az enerji harcanımının yapıldığı rotalar seçilmiştir. Rota seçimin de ayrıca elektrikli aracın şarj maliyetleri de göz önünde bulundurulmuştur. Rota seçimine ait 4 farklı senaryo oluşturulmuş ve bu 4 farklı senaryoda optimum rota seçimleri yapılmıştır. Böylece elektrikli aracın kullanımında enerji verimliliği arttırılmıştır.İlk bölümde, elektrikli araçların tarihçesi anlatılmış ve elektrikli araç türleri tanıtılmıştır. Sonraki iki bölümde elektrikli araçların en önemli parçaları olan aküler ve elektrik motoru hakkında bilgi verilmiş ve modellemeleri yapılmıştır. Elektrikli aracın modellenmesinin anlatıldığı bölümde araca ait performans grafikleri sunulmuştur. Senaryolar bölümünde 4 farklı senaryonun içeriği açıklanmıştır. Simülasyon sonuçları bölümünde senaryolara ait grafikler sunulmuştur. Sonuç bölümünde senaryoların sonuçları değerlendirilmiş ve gelecek projeksiyonları yapılmıştır.Bu çalışmada, akülü bir elektrikli aracın şarj durumuna bağlı olarak rotasının optimizasyonu yapılmıştır. Aracın olası rotalarda harcayacağı enerji miktarları karşılaştırılmış ve bunlar arasından en az enerji harcanımının yapıldığı rotalar seçilmiştir. Rota seçimin de ayrıca elektrikli aracın şarj maliyetleri de göz önünde bulundurulmuştur. Rota seçimine ait 4 farklı senaryo oluşturulmuş ve bu 4 farklı senaryoda optimum rota seçimleri yapılmıştır. Böylece elektrikli aracın kullanımında enerji verimliliği arttırılmıştır. Rotanın optimum koşullarda seçimi ile şarj işlemleri araçların yoğun olarak kullanılmadığı zamanlara yayılmıştır.İlk bölümde, elektrikli araçların tarihçesi anlatılmış ve elektrikli araç türleri tanıtılmıştır. Sonraki iki bölümde elektrikli araçların en önemli parçaları olan aküler ve elektrik motoru hakkında bilgi verilmiş ve modellemeleri yapılmıştır. Elektrikli aracın modellenmesinin anlatıldığı bölümde araca ait performans grafikleri sunulmuştur. Senaryolar bölümünde 4 farklı senaryonun içeriği açıklanmıştır. Simülasyon sonuçları bölümünde senaryolara ait grafikler sunulmuştur. Sonuç bölümünde senaryoların sonuçları değerlendirilmiş ve gelecek projeksiyonları yapılmıştır.

Abstract:
Today, the automotive sector has entered a new era which electric vehicles are getting more place in the market. In recent years economical and ecological problems which are getting more importance has brought new regulations within which has resulted as an increase in the electric vehicle research field. Toyota?s Prius model has proven that electric vehicles are economically applicable in the market. Today, many big auto manufacturers are presenting or in progress of presenting hybrid electric or fully electric vehicles. Charge longevity and limited range are seen as the most important problem of electric vehicles. More charging stations are established to increase the use of urban applicable electric vehicles.In this study, a battery electric vehicle?s route optimization has been made according the state of charge. Vehicle?s possible routes are compared and in these routes the less energy consumpted routes are selected. Also, in route selection the charging costs are considered. 4 different scenarios are are created and the route selection has been made in this 4 scenarios. With this selection energy efficiency has increased.In first chapter, electric vehicle history is presented and types of electric vehicles are explained. In the next two chapters, the most important parts of the electric vehicle the battery and the electric motor are explained and modeled. In the modeling of electric vehicle chapter, vehicle?s performance charts are presented. In the scenarios chapter, the scenario graphics are shown. In the conclusion chapter the simulation results are discussed and future projections are presented.