Gerçek zamanlı hibrit elektrikli taşıt tasarımı ve simülasyon programının geliştirilmesi
The development of real-time hybrid electric vehicle design and simulation program
Yazar: HAKAN SUVAK
Danışman: PROF. DR. KEMAL ERŞAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yapılan bu çalışmada; 21.yy da yaygın olarak kullanılması düşünülen güneş enerji destekli (fotovoltaik panel) hibrit elektrikli bir taşıt için tasarım ve simülasyon programı yapılmıştır. Simülasyon programı olarak Matlab/Simulink kullanılmıştır. Simülasyon programında seri hibrit elektrikli bir taşıt model olarak alınmıştır. Bu modelde DA motor-generator, İçten yanmalı motor (İYM)-generator, batarya ve fotovoltaik panel enerji kaynağı olarak kullanılmıştır. Özellikleri tanımlanan bir taşıtın hareket karakteristikleri tanımlanmıştır. Tasarımı düşünülen taşıtın hareket karakteristiğinin tanımlanabilmesi için, taşıtı hareket ettiren kuvvetler ve hareket etmesine engel olan direnç kuvvetlerini hesaplayabilen bir program dosyası oluşturulmuştur. Oluşturulan bu program dosyası Simulink ortamında oluşturulan ana sistem bloğuna gömülerek belirlenen standart UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) ve EUDC (Extra Urban Driving Cycle) şehir çevrimlerine eş zamanlı olarak taşıtın ihtiyaç duyduğu güç ve tork değerleri hesaplanmıştır. Aynı çevrimler için elektrik motoru akımları, toplam enerji (Wh), alınan yol, rejeneratif enerji üretimli ve rejeneratörsüz enerji üretimi şartlarında toplam elektrik enerjisi üretimi elde edilmiştir. Program elektrik motorunun karakteristiği güç ve tork eğrilerini de tanımlamaktadır. Ayrıca sistem verimlerinin enerji dengesine olan etkileri hesap edilmiştir. Sistemin maliyet analizi yapılmış ve günümüz piyasasında sık olarak tercih edilen bazı elektrikli taşıtların fiyatları ile de karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In this study; design and simulation program has been made for a solar energy assisted (photovoltaic panels) hybrid electric vehicle which is considered to use widely in the 21st century. Matlab/Simulink has been used as simulation program. In the simulation program, a series hybrid electric vehicle has been taken as a model. In this model, the DC motor-generator, the internal combustion engines (ICE) -generator, batteries and photovoltaic panels have been utilized as an energy source. Matlab was used to determine the motion characteristics of a vehicle that is defined its properties. In order to be able to be identified the motion characteristics of the vehicle considered its design, program file which can calculate both forces that move the vehicle, and resistance forces that hinder the vehicle movement has been created. Power and torque values needed by the vehicle has been calculated synchronously to specified standard UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) and EUDC (Extra Urban Driving Cycle) city cycles by embedding this program file on the main system block created in the Simulink environment. The electric motor currents, the total energy (Wh), the driving distance, the total electrical energy production have been obtained under regenerative and non-regenerative energy generation conditions for the same cycle. The program defines the characteristic of the electric motor and also power and torque curves. In addition, the effects of system efficiency on energy balance were calculated. Cost analysis of the system was made and it was compared with the cost search of some electrical vehicles mostly preferred in today's market.