Rejeneratif frenlemenin elektrikli araçlarda etkileri ve güç analizi
The effects of regenerative braking on electric vehicles and power analysis
Yazar: YASER ERDEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SALİH TACİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Çağımız teknolojisinde hayatımızın devamı için gerekli olan elektrik, ısınma, otomativ sektörü gibi çeşitli alanlarda petrol, kömür ve doğal gaz vb. yakıtlara ihtiyaç çok fazladır. Petrol ve türevi fosil kaynakların yakın gelecekte tükenecek olması ve bu yakıtların yakılması sonucu çevreye yayılan zararlı gazların(azot oksit, karbon monoksit vb.) tehdit oluşturması gibi sorunlar bu fosil kaynaklara alternatif enerjilerin kullanılmasını zorunlu hale getirmektedir. 
Türkiye 2004 yılında Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi'ne taraf olmuştur. Bu kapsamda ülkemiz motorlu araçlarda sera emisyonlarını azaltmakla yükümlü hale gelmekte ve yenilenebilir enerji kaynakları alanında çalışmalarını yoğunlaştırmaktadır.
	Uluslararası alanda fosil yakıtlı araçlarda sera gazı emisyonlarının azaltılması ve küresel ısınmanın etkileri kapsamında yapılan çalışmalar neticesinde sıfır emisyona sahip elektrikli araçlar üzerinde araştırmalar yoğunluk kazanmıştır. Özellikle elektrik motorları, batarya, şarj sistemleri ve güç elektroniği teknolojilerinde yapılan AR-GE çalışmaları sayesinde elektrikli araçlarda ciddi mesafeler katedilmiştir. Teknolojideki bu ilerlemeler fosil yakıtlı araçların yerini yakın zamanda karbon salınımının olmadığı elektrikli araçlara bırakacağı bir gerçektir. Ve bu sayede hava kirliliği ve petrole bağımlılık azalacağı gibi çevre duyarlılığına da önemli derecede katkıda bulunulmuş olunacaktır.  
Bu tez çalışmasında elektrikli araçların alt bileşenleri, mevcut üretimde bulunan elektrikli araçlar ve elektrikli araçlarda rejeneratif frenleme olayından bahsedilmiştir. Elektrikli araçlarda elektrik ihtiyacını karşılayan depolama elemanları bataryalar/süper kapasitörler/volanlar, araç tahrikini sağlayan elektrik motorları, araç içinde gerekli olan ve tahrik sisteminin kontrolünü sağlayan güç kontrol sistemleri gibi temel alt bileşenler anlatılmıştır. 75 kW AC asenkron motor ve 25 kW kurşun asit bataryalara sahip elektrikli bir araç modeli oluşturularak belirlenen sürüş çevrimi boyunca güç eğrisi çıkartılıp, frenleme esnasındaki güç analizi yapılarak rejeneratif frenlemenin tekerlek, aks bloğu, motor ve batarya sistemleri üzerindeki enerji akışları analiz edilmiştir. Rejeneratif frenlemeden optimum verim alabileceğimiz durumları tespit edebilmek için tasarlanan elektrikli aracın farklı eğim, batarya ve sürüş koşullarında test işlemi yapılmıştır. Ayrıca araç farklı sürüş koşullarında test edilerek, rejeneratif frenlemeden elde edilen enerjinin menzile katkısı incelenmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçları ile eğimin rejeneratif frenleme üzerindeki etkisi ve rejeneratif frenleme için en uygun sürüş koşulları yorumlanmıştır. Tüm sonuçlar grafikler halinde verilerek analiz edilmiştir.

Abstract:
In our age technology, there is a great need for fuels such as oil, coal and natural gas in various fields such as electricity, heating and automotive sector which are necessary for the continuation of our lives. Oil and derivative fossil resources will be depleted in the near future and these fuels will be burned as a result of harmful gases(nitrogen oxide, carbon monoxide, etc.) emitted to the environment.) problems such as threat formation necessitates the use of alternative energies to these fossil resources. 
Turkey became a party to the United Nations Framework Convention on climate change in 2004. In this context, our country is obliged to reduce greenhouse emissions in motor vehicles and intensify its efforts in the field of renewable energy sources.
Research on zero emission electric vehicles has been intensified as a result of studies carried out in the international arena in the scope of reducing greenhouse gas emissions in fossil fuel vehicles and the effects of global warming. In particular, significant distances have been achieved in electric vehicles through R & D studies in electrical motors, batteries, chargers and power electronics. These advances in technology are a fact that fossil fuel vehicles will be replaced by electric vehicles that do not have carbon emissions recently. And in this way, air pollution and dependence on oil will decrease, as well as environmental sensitivity will contribute significantly.  
In this thesis, the sub-components of electric vehicles, electric vehicles in current production and the regenerative braking in electric vehicles were mentioned. Basic sub-components such as storage elements that meet electrical needs in electric vehicles batteries/super capacitors/flywheels, electric motors that provide vehicle driving, power control systems that are required in the vehicle and control of the drive system are explained. 75 kW AC asynchronous motor and 25 kW lead acid batteries with an electric vehicle model is created and power curve during the determined Driving Cycle, Power Analysis during braking power analysis of regenerative braking on the wheel, axle block, engine and battery systems energy flows were analyzed. The electric vehicle was designed to determine the conditions in which we can obtain optimum efficiency without regenerative braking and tested in different inclinations, batteries and driving conditions. In addition, the vehicle was tested in different driving conditions and the contribution of the energy obtained from regenerative braking to the range was examined. The simulation results and the effect of the slope on regenerative braking and the most appropriate driving conditions for regenerative braking have been interpreted. All results were analyzed in graphs.