Elektrikli araçlar için rejeneratif sürücü tasarımı ve farklı sürüş profillerinde test edilmesi

Abstract

Günümüz şartlarında ulaşım sektörü açısından harcanan enerji sektör için önemli bir miktara ulaşmış durumdadır. İçten yanmalı motorlar'da (İYM) kullanılan enerji kaynağı genellikle fosil yakıtlardır. Bu yakıtlar çevre kirliliğini arttırmaktadır. Bu araçlarda kullanılan motorların verimliliği elektrikli araçlara (EA) göre daha düşüktür. Son yıllarda EA'lar İYM'lerle kıyaslandığında enerji verimliliği açısından öne çıkmaktadır. Ancak EA'larda menzil açısından az da olsa dezavantajlı olduğu durumlar ortaya çıkmaktadır. Menzil ise EA'larda kullanılan bataryanın enerji kapasitesine ve yeterli sayıda şarj istasyonunun olmasına bağlıdır. Bundan dolayı enerjinin verimli kullanılması ve enerjinin geri kazanımı menzil ve maliyet açısından önem arz etmektedir. EA'larda, gerek boşta seyirde (rampa inişlerdeki gibi), gerek frenleme ile yavaşlama gerekse durmak için yapılan frenlemede disk balatalarında harcanan mekanik geri kazanılması adına araç tahrik motorunun jeneratör modunda çalışmasını sağlayan güç elektroniği tabanlı sürücülerin tasarımı ve kullanımı zorunludur. Bu tez çalışmasında, EA'ların laboratuvar modellemesi yapılmış olup hususen rejeneratif çalışma modunu test edebilmek ve geliştirilen rejeneratif model algoritmasını doğrulamak için rejeneratif modlu bir güç elektroniği sürücüsü tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu sayede, EA'larda menzil artışına etki eden faktörler incelenmiştir. Bu test platformunda; hafif EA'larda yaygın olarak kullanılan motorlardan biri olan fırçasız doğru akım motoru (FDAM) tercih edilmiş olup araç sürüş profillerinin testi, rejenerasyon bilgilerinin görselleştirilmesi ve grafik tabanlı incelenebilmesi için bir test devresi tasarlanmış olup çeşitli sürüş profillerinde testler gerçekleştirilerek akım, gerilim, devir değerleri veriseti olarak bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Yapılan çalışmalar sonunda tüm sürüş profillerinde rejeneratif modun EA'larda menzili artırdığı anlaşılmıştır.

In today's conditions, the energy consumed by the transportation sector has reached a significant amount for the sector. The energy source used in internal combustion engines (ICE) is generally fossil fuels. These fuels increase environmental pollution. The efficiency of the engines used in these vehicles is lower than that of electric vehicles (EV). In recent years, EVs stand out in terms of energy efficiency compared to ICEs. However, there are situations where EVs are at a slight disadvantage in terms of range. The range depends on the energy capacity of the battery used in EVs and the availability of a sufficient number of charging stations. Therefore, efficient use of energy and energy recovery are important in terms of range and cost. In EVs, it is mandatory to design and use power electronics-based drivers that enable the vehicle drive engine to operate in generator mode in order to recover the mechanical energy spent on the disc pads during idling (such as when descending a hill), slowing down through braking, and braking to stop. In this thesis study, laboratory modeling of EVs was carried out and a regenerative mode power electronic driver design was carried out, especially in order to test the regenerative operating mode and to verify the developed regenerative model algorithm. In this way, the factors affecting the range increase in EVs were examined. In this test platform; Brushless direct current motor (FDAM), one of the motors commonly used in light EVs, was preferred and a test circuit was designed to test vehicle driving profiles, visualize regeneration information and examine it graphically. has been transferred to the computer environment. As a result of the studies, it has been understood that the regenerative mode increases the range of EVs in all driving cycles.