Hibrit elektrikli hafif ticari araçta dizel motoru azotoksit (NOX) emisyonları optimizasyonu
Optimization of nitrogen oxides (NOX) emissions of a diesel engine in a hybrid electrical light commercial vehicle
Yazar: SEÇKİN ALİ ERBEYLER
Danışman: PROF.DR. H. ERTUĞRUL ARSLAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Optimizasyon = Optimization

Özet:
Söz konusu tez çalısmasında ilk olarak hibrit elektrikli araçların yapıları, bilesenleri vebu bilesenlerin araç tasarımına ve araç kontrol stratejisine etkileri incelenmistir. Ayrıcagenel olarak hibrit araç çalısma modları belirtilmistir.Çalısmanın ilerleyen bölümlerinde, uygulanacak hibrit yapının belirlenmesi için dijitalortamda en kötü sartları temsil eden hibrit araç bilesenlerinin üç boyutlu modelleri ilebaslangıç geometrik fizibilite çalısmaları yapılmıstır. Alternatif araçlar üzerinde yapılansöz konusu çalısmalar ve üründen beklenen özellikler ısıgında uygulanacak hibrit yapıbelirlenmistir.Belirlenen araca baglı proje hedefleri düzenlenerek hibrit araç bilesenleri seçilmis vebilesenlerin dijital ortamda üç boyutlu modelleri ile geometrik yerlesimisonlandırılmıstır. Hibrit araç dönüsümü tamamlandıktan sonra ise dizel motoruazotoksit (NOX) emisyonlarının optimizasyonu için sayısal yöntemler yardımıylakonvansiyonel ve hibrit araç modelleri kurulup fiziksel test sonuçları ilekarsılastırılarak modellerin dogrulugu kanıtlanmıstır. Sonraki asamada dogrulugukanıtlanan hibrit araç modeli ile sanal ortamda, içten yanmalı motorun sürüs çevrimiboyunca gösterdigi çalısma karakteristigini degistirmeye yönelik parametreler ile çesitliiterasyonlar yapılarak yakıt tüketimi ve azotoksit (NOX) emisyonları için optimumdegerler elde edilmistir. Çalısmanın sonucu olarak fiziksel test ve sanal araç modelleriarasındaki iliski gözetilerek, optimize edilen kontrol algoritması ile aracın gerçektesahip olacagı yakıt tüketim ve azotoksit (NOX) emisyon degerleri belirlenmis, seçilenstratejinin avantajları ve dezavantajları ortaya konulmustur. Elde edilen sonuçlarındogrulugunun kanıtlanabilmesi için referans hibrit aracın fiziksel olarak son kontrolstratejisi ile donatılarak test edilmesi gerektigi kararına varılmıstır.Anahtar Kelimeler: Hibrit elektrikli araç, Azotoksit emisyonu, Rejeneratif frenleme,Kontrol algoritması, Optimizasyon

Abstract:
In this thesis, firstly, configurations and components of HEVs and impacts of thesecomponents on vehicle design and control strategy are investigated. Additionally,general running modes of HEVs are described.At the following sections of the study, 3D models of HEV components that aresimulating the worst-case conditions are investigated in CAD environment in order todefine appropriate hybrid configuration as the initial feasibility check. According toCAD studies done on alternative vehicles and product targets, applicable hybridconfiguration is defined.According to product targets that are set after the vehicle choice, final hybrid vehiclecomponents are determined and packaging study is finalized by using 3D models ofrelevant components in digital environment. After vehicle modification in accordancewith hybrid structure, models of conventional and hybrid vehicles are established inADVISOR to compare the analytical and physical test results for optimization ofnitrogen oxides (NOX) emissions. Analytical models are validated according tocomparison study for each vehicle type. Next step, optimum results are obtained for fuelconsumption and nitrogen oxides (NOX) emissions by changing the parameters ofcontrol algorithm on the validated analytical vehicle model. Consequently, test results ofmodified physical vehicle can be predicted closely by investigating the correlation ofanalytical and physical models. In addition to these results, advantages anddisadvantages of the chosen control strategy are specified. It is also concluded that to besure the accuracy of the results, reference hybrid vehicle needs to be modified with latestcontrol algorithm and tested accordingly.Keywords: Hybrid electric vehicle, Nitrogen oxides emission, Regenerative braking,Control algorithm, Optimization