6x6 seri hibrit elektrikli bir zırhlı personel taşıyıcının modellenmesi
Modeling of a 6x6 series hybrid electric armored personnel carrier
Yazar: AHMET ONUR KIYAKLI
Danışman: PROF. DR. HAMİT SOLMAZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Otomotiv endüstrisinde konvansiyonel araçların yerini hibrit ve elektrikli araçlara bıraktığı bu dönemde askeri amaçlı kullanılan kara araçlarının bu dönüşüme uzak kaldıkları görülmektedir. Seri hibrit tahrik sisteminin askeri kara araçlarında kullanımının avantaj ve dezavantajlarının belirlenmesi için bu çalışmada 6x6 zırhlı personel taşıyıcının MATLAB/Simulink programında modellemesi gerçekleştirilmiştir. Her dingilde tahrik elemanı olarak bir elektrik motorunun bulunduğu güç aktarma sistemi modeli, hızlanma ve yavaşlama durumları için PID kontrolcü modeli oluşturulmuştur. Tahrik kuvvetini sağlayan elektrik motor modeli, içten yanmalı motor modeli ve batarya modelleri oluşturulmuştur. Aracın dinamik şartlarını simule etmek amacıyla direnç kuvvetleri modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan modelin testleri FTP-75 ve askeri sürüş çevrimi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Modelleme çalışmasında aracın maksimum hız, menzil, yakıt tüketimi ve eğim tırmanma kabiliyeti değerlerinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda aracın maksimum 122 km/h hıza ulaşabildiği, FTP-75 çevrimine göre 584 km, askeri sürüş çevrimine göre 641 km menzile sahip olduğu ortaya koyulmuştur. Rejeneratif fren sistemi sayesinde FTP-75 çevriminde 5,02 kWh, askeri sürüş çevriminde 2,48 kWh enerjinin geri kazanımı sağlanmıştır. Model FTP-75 çevriminde 35,24 kWh, askeri sürüş çevriminde 14,2 kWh enerji tüketimi gerçekleştirmiştir. %60 eğimde tırmanma simülasyonunda araç durağan halden harekete geçmiş ve 34 km/h hıza ulaşmıştır. Konvansiyonel modeller ile kıyaslandığında performans bakımından aracın yeterli olduğu ancak menzil açısından konvansiyonel modellerin gerisinde kaldığı görülmüştür.

Abstract:
In this period, when conventional vehicles were replaced by hybrid and electric vehicles in the automotive industry, it is observed that land vehicles used for military purposes remained far from this transformation. In this study, 6x6 armored personnel carrier was modeled in MATLAB/Simulink program to determine the advantages and disadvantages of the serial hybrid propulsion system in military land vehicles. A powertrain model with an electric motor as a drive element on each axle, and a PID controller model for acceleration and deceleration situations were created. Electric motor model, internal combustion engine model and battery models providing the driving force were created. A drag force model was created to simulate the dynamic conditions of the vehicle. Tests of the created model were carried out using FTP-75 and military driving cycle. In the modeling study, it is aimed to obtain the vehicle's maximum speed, range, fuel consumption and slope climbing ability values. As a result of the studies, it has been revealed that the vehicle can reach a maximum speed of 122 km/h and has a range of 584 km according to the FTP-75 cycle and 641 km according to the military driving cycle. Thanks to the regenerative braking system, 5.02 kWh of energy was recovered in the FTP-75 cycle and 2.48 kWh in the military driving cycle. The model has realized an energy consumption of 35.24 kWh in the FTP-75 cycle and 14.2 kWh in the military driving cycle. In the 60% slope climbing simulation, the vehicle started from a stationary state and reached a speed of 34 km/h. Compared to conventional models, it has been observed that the vehicle is sufficient in terms of performance but lags conventional models in terms of range.