Yakıt hücreli ve bataryalı hibrit taşıtların farklı sürüş çevrimlerinde performans analizi
Performance analysis of fuel cell and battery hybrid vehicles in different driving cycles
Yazar: DOĞUKAN AKÇA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞULE KUŞDOĞAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışma, elektrikli taşıtlarda yakıt hücresi ve batarya hibrit sistemlerinin performans değerlendirmesini amaçlamaktadır. Yenilenebilir enerji teknolojilerinin gelişimi ve elektrikli araçların yaygınlaşması, bu çalışmanın temel motivasyon kaynakları arasında yer alır. Tez kapsamında, PEM yakıt hücresi kullanılarak, Lityum İyon, Nikel Metal Hidrür ve Kurşun Asit bataryalarla donatılmış üç farklı hibrit araç modeli geliştirilmiştir. Bu modeller, WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle), HWFET (Highway Fuel Economy Test) ve İstanbul sürüş çevrimleri altında test edilmiştir.
Simülasyon sonuçları, farklı sürüş çevrimlerinde araçların enerji tüketimi, güç çıkışı, verimlilik ve çevresel etkileri gibi kritik performans göstergeleri üzerinde yoğunlaşmaktadır. ADVISOR (Advanced Vehicle Simulator) programı kullanılarak gerçekleştirilen bu simülasyonlar, hibrit sistemlerin enerji yönetim stratejilerinin ve bileşenlerinin verimliliğini ortaya koymuştur. Özellikle, rejeneratif frenleme ile enerji geri kazanımı ile yakıt hücresi ve bataryaların dinamik performansları analiz edilmiştir.
Araştırmanın bulguları, yakıt hücresi ve batarya kombinasyonlarının enerji verimliliği ve performans açısından önemli avantajlar sağladığını göstermektedir. Ayrıca, bu sistemlerin çevresel sürdürülebilirlik ve enerji tüketiminde optimizasyon potansiyeli sunmaktadır. Tezin sonuçları, gelecekteki elektrikli taşıt tasarımlarında yakıt hücresi ve batarya hibrit enerji sistemlerinin etkin kullanımına yönelik önemli bilgiler sunmaktadır.

Abstract:
This study aims to evaluate the performance of fuel cell and battery hybrid systems in electric vehicles. The development of renewable energy technologies and the increasing prevalence of electric vehicles are the primary motivations for this research. In this thesis, three different hybrid vehicle models equipped with PEM fuel cells and Lithium Ion, Nickel Metal Hydride and Lead Acid batteries were developed. These models were tested under the WLTC (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle), HWFET (Highway Fuel Economy Test), and Istanbul driving cycles.
The simulation results focus on critical performance indicators such as energy consumption, power output, efficiency, and environmental impacts of the vehicles under different driving cycles. These simulations, conducted using the ADVISOR program, have demonstrated the efficiency of energy management strategies and components in hybrid systems. In particular, the dynamic performances of regenerative braking energy recovery, fuel cells, and batteries have been analyzed.
The findings of the research show that the combination of fuel cells and batteries provides significant advantages in terms of energy efficiency and performance. Additionally, these systems offer potential for optimization in environmental sustainability and energy consumption. The results of the thesis provide valuable insights into the effective use of fuel cell and battery hybrid energy systems in future electric vehicle designs.