Elektrikli bir binek araç için menzil kestirimi ve kritik senaryo kıyaslamaları
Range estimation and comparison of critical scenarios for electri̇c passenger car
Yazar: MAHMUT AKGEMCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrikli araçlar = Electric vehicles

Özet:
Bu tezde, elektrikli araç tasarımı için matematiksel bir model oluşturarak etkin parametre ve komponent seçiminin detaylarının incelenmesi hedeflenmektedir. Yapılan çalışmalarda müşteriler elektrikli araçlarda en çok önem verdikleri konunun menzil, hızlanma ve batarya kullanım ömrü olduğu görülmektedir. Mevcut çalışmalar ve anketler göstermektedir ki 'menzil endişesi' elektrikli araç kullanıcılarının bir numaralı sorunudur. Bu nedenle, tasarımda menzili etkileyen, rüzgâr direnci, yuvarlanma direnci, ağırlık gibi araç parametrelerinden, elektrik motoru veya bataryanın en alt bileşeni olan hücre seçimine kadar menzili maksimize etme amacı güdülmektedir. Tabi ki menzil konusu ön planda tutulurken sürüş konforu, batarya kullanım ömrü ve performans gibi kullanıcıyı direkt ilgilendiren parametreler de göz ardı edilmemeli ve kapsamlı bir optimizasyon çalışması yürütülmelidir. 
Bu kapsamda, doğrusal araç denklemlerini, li-iyon batarya enerji tüketim hesaplamalarını ve elektrik motoru verim ve güç eğrilerini kullanılan matematiksel bir menzil kestirim modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan bu model, piyasada bulunan mevcut elektrikli araç ve onun ilgili tüm teknik özellikleri ve parametreleri kullanılarak doğrulanmıştır. Kurulan ve doğrulanan bu model yardımıyla farklı sıcaklık koşulları, sürüş çevrimlerinin yanı sıra farklı vites kademesini içeren değişik senaryolar incelenmiş ve yorumlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to establish a mathematical model for electric vehicle design and thus examine the details of effective parameters and component selection. When the studies in the literature are examined, it is seen that the most important issues for customers in electric vehicles are vehicle range, acceleration performance and battery life. Existing studies and surveys show that the number one problem for electric vehicle users is 'range anxiety'. Starting from this point, the aim of maximizing the range is aimed by the vehicle developers in a significant part of the design studies like the critical parameters affecting the range, such as wind resistance, rolling resistance, weight as well as electric motor and battery cell selection on component level. While keeping the issue of range at the forefront, parameters that directly concern the customer such as driving comfort, battery life and performance should not be ignored and a comprehensive optimization study should be carried out.
In this context, a mathematical range estimation model was created using linear vehicle equations, lithium-ion based battery energy consumption calculations and electric motor efficiency and power curves. This range estimation model has been verified by using an existing electric vehicle currently on the market and all technical features and parameters of this vehicle. With the help of this model, which was established and validated, different scenarios including different gear stages as well as driving cycles with different temperature conditions were examined and predicted.