Hibrid elektrikli araçlarda bulanık mantık tabanlı enerji yönetimi
The fuzzy logic rule based energy management of the hybrid electric vehicles
Yazar: DİRENCAN BOYRAZ
Danışman: PROF. DR. İMDAT TAYMAZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünya üzerinde petrol rezervlerinin gün geçtikçe tükenmesi ve hava kirliliği gibi
nedenler konvansiyonel tahrik sistemlerine alternatif olarak hibrid tahrik sistemlerinin
gelişmesine sebep olmuştur. Hibrid elektrikli araçlarda, yakıt tüketimi ve egzoz
emisyonlarında iyileştirme yapabilmenin en önemli yollarından biri tahrik elemanları
arasındaki yük paylaşımını denetleyen kontrol sisteminden, dolayısıyla enerji yönetim
stratejilerinden geçer. Bu nedenle hibrid elektrikli araçlarda enerji yönetim stratejileri,
araç verimliliği üzerinde önemli rol oynamaktadır. Enerji yönetim stratejilerinin doğru
belirlenmesi ile yakıt tüketimi ve egzoz emisyonlarında ciddi iyileştirmeler yapmak
mümkündür.
Bu tez çalışmasında iki ayrı bulanık mantık kural tabanlı enerji yönetim stratejisi
tasarlanarak bir paralel hibrid elektrikli aracın enerji yönetim simülasyonları
gerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon çıktıları, simülasyon platformu olarak
kullanılan ADVISOR tarafından önerilen bulanık mantık kural tabanlı enerji yönetim
stratejisi sonuçları ile karşılaştırılarak tasarlanan stratejilerin etkinlikleri
gözlemlenmiştir.
İlk strateji, Strateji-A olarak isimlendirilmiştir. Strateji-A, yakıt tüketimi ve egzoz
emisyonlarının düşürülmesinin yanı sıra batarya şarjlılık oranının korunmasını hedef
alarak tasarlanmıştır. Simülasyon sonuçlarına bakıldığında yakıt tüketiminde referans
şehir içi sürüş çevriminde hem yakıt tüketimi hem batarya şarjlılığı açısından hedefe
ulaşıldığı görülürken şehirler arası çevrimde yakıt tüketimi azaltılmış fakat batarya
şarjlılık oranı korunamamıştır. Bu durum, stratejilere ait kural tabanının sürüş
çevrimine göre ayrıca optimize edilmesi gerekliliğini ortaya koymuştur.
İkinci strateji, Strateji-B olarak isimlendirilmiştir. Strateji-B, tüm çevrimlerde yakıt
tüketimi ve egzoz emisyonlarınının azaltılması hedeflenerek tasarlanmıştır.
Simülasyon sonuçların bakıldığında hedeflere ulaşıldığı görülmüştür.
Simülasyon çıktıları, enerji yönetim stratejilerinin doğru belirlenmesinin enerji
verimliliği dolayısıyla hibrid elektrikli aracın genel verimliliği açısından ne denli
önemli olduğunu ortaya koymuştur.

Abstract:
The world's oil reserves are depleted day by day and causes such as air pollution have
led to the development of hybrid drive systems as an alternative to conventional drive
systems. One of the most important way to reduce fuel consumption and exhaust
emissions in hybrid electric vehicles is through the control system, which controls load
– leveling between drivetrain components and energy management strategies.
Therefore, energy management strategies in hybrid electric vehicles play an important
role in the efficiency of vehicle. With the correct determination of energy management
strategies, it is possible to make significant improvements in fuel consumption and
exhaust emissions.
In this thesis, two fuzzy logic rules based energy management strategies were designed
then energy management simulations of a parallel hybrid electric vehicle were
performed. The results of the simulations were compared with the results of the fuzzy
logic based energy management strategy proposed by ADVISOR which is used as the
simulation platform.
The first strategy is called Strategy-A. The Strategy-A is designed to reduce fuel
consumption and exhaust emissions, as well as protect the battery charge rate. When
the simulation results are compared, the fuel consumption in the reference city driving
cycle has been achieved in terms of both fuel consumption and battery charge, and the
fuel consumption in the highway driving cycle has been reduced but the battery charge
rate has been reduced. This has revealed the need to optimize the rule base for the
strategies according to the driving cycle.
The second strategy is called Strategy-B. Strategy-B is designed to reduce fuel
consumption and exhaust emissions in all driving cycles. Looking at the simulation
results when the targets have been met.
The simulation results show us how important the correct determination of energy
management strategies is in terms of energy efficiency and the overall efficiency of
the hybrid electric vehicle.