Elektrikli şehir içi bir otobüste tek pedal stratejisinin uygulanmasında performans ve enerji tüketimi optimizasyonu
Optimization of performance and energy consumption in implementation of the one pedal strategy in an electric city bus
Yazar: BATUHAN BODUROĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MUZAFFER METİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Otomotiv üreticileri ve regülatif kuralları belirleyen otoriteler, sıfır emisyon ve düşük CO2- NOx emisyonlarına sahip araçlara odaklanmış bulunmaktadır. Bu sebep ile, elektrikli araçların üretimi ve birçok alternatif yakıt çözümleri bu odağa çözüm olmak için popülerliğini arttırmaya devam etmektedir. Geliştirilen kalibrasyon çalışmalarının araç menziline ve performansına olan katkıları elektrikli araç üreticileri için büyük önem arz etmektedir. Yeni teknolojiye sahip bu araçlar, sistem olarak tasarlanırken birçok istek dikkate alınarak yapılması gerekmektedir. Elektrikli araçlar özelinde sıfır emisyon isteği doğrudan sağlanırken aracın performansı ve enerji tüketimi konuları ön plana çıkmaktadır. Bu konudaki verimliliğin arttırılması için birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri olan tek pedallı sürüş modeli doğrudan araç performansına ve menzile olan etkisi göz ardı edilemeyecek bir teknolojidir. Tek pedallı sürüş modeli aracın tek bir pedal ile birlikte hem ivmelenmesini hem de yavaşlamasını sağlayabilen, aynı zamanda fren balatalarının kullanımını azaltarak verimi arttırabilen bir yapıya sahiptir. Bu sürüş modelinin, özellikle şehir içinde kullanılan sıfır emisyona sahip elektrikli otobüslerin sürüş performansına ve araç verimine olan etkisi önemli bir rol oynamaktadır. Bu kapsamda, tek pedallı sürüşün, binek otomobillerde statüsünün olduğu bilinmektedir. Ancak, daha ağır is makinelerinde veya şehir içi otobüslerde tek pedal stratejisinin uygulanabilirliği yaygın değildir. 
Bu tezde yapılan çalışma ile tek pedallı sürüş parametreleri kullanılarak tasarlanmış tek pedal harita yönteminin 12 metre boyutunda alçak tabanlı bir elektrikli aracın sürüş performansına ve verimine olan etkilerini incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, AVL CRUISE M programı ile elektrikli otobüse ait araç modeli oluşturulmuştur. Tek pedal stratejisinde kullanılan haritalandırma yönteminin optimizasyon çalışmaları ile sistem analizleri belirlenen sürüş çevrimi boyunca gerçekleştirilmiştir. Tedarikçilerden alınan araç verilerine göre model girdileri tamamlanmış ve AVL CAMEO programı ile çok amaçlı optimizasyon yöntemi kullanılarak en verimli haritalandırma için kullanılan parametreler belirlenmiştir.

Abstract:
Automotive manufacturers and regulatory authorities, which determine the regulatory rules, are currently focused on vehicles with zero emissions and low CO2 - NOx emissions. For this reason, the production of electric vehicles and various alternative fuel solutions continues to gain popularity as solutions to this focus. The contributions of the developed calibration studies to vehicle range and performance are of great importance for electric vehicle manufacturers. These vehicles, equipped with new technology, must be designed with various requirements in mind when it comes to their systems. While the zero-emission requirement is directly met for electric vehicles, issues such as the vehicle's performance and energy consumption come to the forefront. To increase efficiency in this regard, many methods have been developed. One of these methods, the one-pedal driving model, is a technology whose impact on vehicle performance and range cannot be overlooked. The single-pedal driving model allows both acceleration and deceleration of the vehicle with a single pedal, while also reducing the use of brake pads, thus increasing efficiency. This driving model plays an important role in the driving performance and vehicle efficiency of zero-emission electric buses, especially those used in urban areas. It is known that the single-pedal driving has its status in passenger cars. However, it should demonstrate its scientific existence in heavy duty vehicles and continuously operating vehicles. In this thesis, in this thesis, the AVL CRUISE M program was used to create a vehicle model of a 12-meter low-floor electric vehicle. The study investigated the effects of a one-pedal map method designed using one-pedal driving parameters on the driving performance and efficiency of the electric bus through system analysis and optimization studies conducted during specified driving cycles. The model inputs were created based on vehicle data obtained from stakeholders, and parameters used for the most efficient mapping were determined using multi-objective optimization technique with the AVL CAMEO program.