HCCI MENZİL ARTTIRICI MOTOR KULLANILAN SERİ HİBRİT BİR ARACIN MODELLENMESİ
MODELLING OF A SERIAL HYBRID VEHICLE WITH HCCI RANGE EXTENDER ENGINE ABSTRACT
Yazar: Kocakulak, Tolga; Solmaz, Hamit
Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Vol. 8 No. 2, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Seri hibrit,Elektrikli taşıt,HCCI,Simülasyon,Menzil arttırıcı ; Serial Hybrid,Electric Vehicle,HCCI,Simulation,Range Extender

Bu çalışmada, menzil arttırıcı olarak, homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) motoru kullanılan seri hibrit bir elektrikli aracın modellemesi yapılmıştır. Araca etki eden direnç kuvvetleri ile güç aktarma organları modeli, batarya ve enerji tüketim modeli, jeneratör modeli (GENSET) oluşturularak enerji tüketiminin ve üretiminin anlık olarak izlenebilmesine imkân sağlanmıştır. Elektrik motoru (EM) ve jeneratör modeli için iki farklı alternatif akım ile çalışan EM karakteristik eğrileri kullanılmıştır. Çalışmada maksimum 320 Nm tork üretebilen Remy markasına ait HVH250 model elektrik motorunun karakteristik özelliklerinden faydalanılmıştır. HCCI motorlar daha yüksek termik verim ve daha düşük NOx ve PM emisyonları ile çalışabilmektedirler. Bu nedenle içten yanmalı motorun modellenmesinde GM 2.0L Ecotec motorundan deneysel olarak elde edilen bir HCCI motor haritası kullanılmıştır. Modelin test edilmesi ve enerji tüketimlerinin belirlenmesinde Yeni Avrupa Sürüş Çevrimi (NEDC) ve ABD Yüksek Hız Çevrimi (US06) kullanılmıştır. Günümüzde Türkiye’de kullanılmakta olan bir otomobil modelinin boyut, aerodinamik katsayı, ağırlık vb. teknik özellikleri simülasyon girdisi olarak kullanılmıştır. Bu konvansiyonel aracın yakıt tüketim değerleri ile seri hibrit elektrikli araç modellenmesinden elde edilen şehir içi, şehir dışı, ortalama ve yüksek hızlarda kullanımına ait yakıt tüketim değerlerinin karşılaştırılması yapılmıştır. HCCI motor kullanılan seri hibrit elektrikli aracın, konvansiyonel araca göre, Avrupa Şehir İçi Sürüş çevrimi (ECE-15) koşulunda %45,7, Avrupa Şehir Dışı Sürüş Çevrimi (EUDC) koşulunda %2,7, karma hız eğrilerine sahip NEDC sürüş koşulunda ise %24,9 oranında yakıt tasarrufu sağladığı görülmüştür.

In this study, modelling of a serial hybrid electric car having homogenous charge compression ignition (HCCI) engine was conducted as a range extender. With the resistance forces acting on the vehicle, the powertrain model, battery and energy consumption model, generator model (GENSET) were created to allow instant monitoring of energy consumption and production. For electric motor (EM) and generator model, EM characteristic curves, which can operate with two different alternative currents, were used.  In the study the HVH250 electric motor of Remy brand, which can produce a maximum torque of 320 Nm, has been used. HCCI engines are capable to work with higher thermal efficiency and lower NOx and PM emissions.  Therefore, an HCCI engine map, which was obtained experimentally by using GM 2.0 L Ecotec engine, was used for modelling of internal combustion engine (ICE).  New European Driving Cycle (NEDC) and ABD High Speed Cycle (US06)  were used to test the model and determine the energy consumption. Technical properties such as dimensions, aerodynamic properties, weight and so on of a conventional  car that currently on road in Turkey were used as simulation inputs. Fuel consumption values of this conventional vehicle and the values obtained from serial hybrid electric vehicle  were compared in terms of fuel consumption at urban, suburban, average and high speed usage. It was determined that the serial hybrid electric vehicle with HCCI engine provided fuel saving of 45,7% at european urban driving cycle (ECE-15), 2,7% at european suburban driving cycle (EUDC) and 24,9% at NEDC driving condition with mixed speed curves by comparing to conventional vehicle.