Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Yrd. Doç. Dr. Hakan KAHVEC İ KTÜ EEE 2015 Hibrit ve Tam Elektrikli Araçlar.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Yrd. Doç. Dr. Hakan KAHVEC İ KTÜ EEE 2015 Hibrit ve Tam Elektrikli Araçlar."— Sunum transkripti:

1 Yrd. Doç. Dr. Hakan KAHVEC İ KTÜ EEE 2015 Hibrit ve Tam Elektrikli Araçlar

2 Elektrikli Araçların (EA) Tarihçesi 1769 yılında buharla çalı ş an ta ş ıtlar 1830’ lu yıllarda EA yollarda görülmeye ba ş ladı 1885’e gelindi ğ inde içten yanmalı motorlu ( İ YM), fosil yakıt kullanan ilk araç Carl Benz tarafından geli ş tirilmi ş tir yılında ilk seri üretim aracı olan İ YM Ford-T’nin yollara çıkmasıyla elektrikli araçlara olan ilgi azalmı ş tır de içten yanmalı motorun kendi kendine çalı ş tırılabilmesi ve motor sesini azaltmak üzere susturucunun bulunması İ YM araçlara olan ilgiyi daha da arttırmı ş tır 2

3 Elektrikli Araçların (EA) Tarihçesi yılları arası, elektrikli araçların karanlık ça ğ ı 1966 yılında yeni bir elektrikli araç olan Enfield8000 üretilmi ş ve on yıllık süre boyunca 112 adet satı ş a ula ş ılabilmi ş tir yılları arasında iki koltuklu, nispeten küçük, 25 mil menzili ve 45mph maksimum hızı olan “Citicar” üretilmi ş tir. Fiyatının, dü ş ük özellikle İ YM araçlara yakın olması ciddi satı ş rakamına ula ş masını sa ğ lamı ş tır. Hibrit araçlar 1990’lı yıllarda tekrar gündeme gelmi ş tir. Bu do ğ rultuda yapılan çalı ş malar sonucunda özellikle Japon üreticilerden ba ş arılı modeller ortaya çıkmı ş tır. 3

4 Yeniden Elektrikli Araç… Çevresel Kaygılar… Sanayile ş menin artması beraberinde çevre ve hava kirlili ğ ini getirmi ş tir. İ çten yanmalı motorlar ( İ YM) fosil yakıt yakan tesis ve araçlar içinde kullanılan yakıtın içerdi ğ i kimyasal enerjiyi en dü ş ük verimle mekanik enerjiye dönü ş türebilen araçlardır (% verim). Emisyon!!!! 1970'li yıllarda ya ş anan petrol krizi Ülkelerin enerji ba ğ ımlılıklarını azaltmak istemeleri Petrol rezervlerinin azalması Teknolojik geli ş meler 4

5 Tam EA Teknolojileri Farklı güç aktarma sistemine sahip arkadan iti ş li tam EA’ a araçlara ait muhtemel konfigürasyonlar a ş a ğ ıdaki gibidir. İ YM çıkarılır yerine Elektrik motoru (EM) takılır. Geni ş hız aralı ğ ında sabit güç Sunan EM kullanılır. 5

6 Tam EA Teknolojileri-2 Aks do ğ rultusunda yerle ş im güç aktarım organı basitle ş tirilmi ş ve küçültülmü ş tür. Mekanik diferansiyel yerini Elektronik Diferansiyele bıraktı. 6

7 Tam EA Teknolojileri-3 Teker içi sürü ş. Motor hızını dü ş ürüp momenti arttırmak için sabit di ş li kullanılabilir. Do ğ rudan sürü ş EM dı ş tan rotorludur ve Dü ş ük hız yüksek momentlidir. 7

8 Hibrit Elektrikli Araç Teknolojileri Ana enerji kayna ğ ı (AEK)ve yardımcı kaynak (YEK) olmak üzere en az iki enerji kayna ğ ına sahip araçlar hibrit elektrikli araçlar (HEA) olarak adlandırılır. Günümüzde HEA' da genellikle AEK olarak fosil yakıtlar, YEK olarak ise kimyasal bataryalar ve süperkapasiteler kullanılmaktadır. Seri ve paralel olmak üzere iki temel yapıda gerçeklenen hibrit araçlar, bu iki yapının avantajlarına sahip seri-paralel yapıda da olabilmektedir. Enerji Yönetim sistemi ve rejeneratif frenleme olması gerekir. 8

9 Hibrit Elektrikli Araç Teknolojileri-2 Seri Hibrit Elektrikli Araçlar Tahrik sadece Elektrik Motoru ile olur. İ YM elektrik enerjisi üretimi için generatörü sürer. Max verimde çalı ş tırılır. Esnek yerle ş im. İ YM istenen yere koyulabilir. Ş ehir içi kullanımlar için büyük güçlü motor+batarya kullanılmalıdır. Bu nedenle daha çok ş ehir dı ş ı kullanıma uygundur. 9

10 Paralel Hibrit Elektrikli Araçlar Önden ve Arkadan Sürü ş Hibrit Elektrikli Araç Teknolojileri-3 10

11 Paralel Hibrit Elektrikli Araçlar Paralel Hibrit Elektrikli Araçlar (PHEA), SHEA' nın aksine hareketlerini hem İ Y motor hem de elektrik motoruyla sa ğ lamaktadırlar. PHEA'da aracın genel hareketini İ Y motor sa ğ lamaktadır. Elektrik motoru sadece ani hızlanmalarda ve yoku ş çıkı ş larında yardımcı olarak devreye girmektedir. Bu ani güç ihtiyaçlarını SHEA'dakinden daha küçük güçlü elektrik motoru ile kar ş ılamaktadırlar. Ancak bu motor aracı tek ba ş ına hareket ettirebilecek güce sahip de ğ ildir. PHEA'da ekstradan generatöre gerek yoktur. Böylece enerji dönü ş üm adımları azaltılmı ş tır. Ş ehir içi kullanımlar için daha uygundur. Hibrit Elektrikli Araç Teknolojileri-4 11

12 Enerji Depolama Birimleri Elektrikli araçlarda enerji depolama birimi denildi ğ inde ilk akla gelen kimyasal dönü ş üm yapan bataryalardır. Bunun haricinde yakıt hücrelerinde kullanılmak üzere depolanan hidrojen, volanlar ve süper kapasiteler araç konfigürasyon ve teknolojisine göre tercih edilebilen enerji depolama birimleridir. 12

13 Enerji Depolama Birimleri-2 Bataryala r Nikel, sodyum ve lityum tabanlı bataryalar geçmi ş ten günümüze kullanılmı ş tır. Lityum temelli bataryalar, yüksek özgül enerji ve özgül güç de ğ erleri ile EA için en uygun adaylardır. Farklı türleri mevcuttur. Ayrıca lityum temelli bataryaların yüksek sıcaklıkta performansları iyi, kendi kendine de ş arj oranları dü ş ük ve verimleri yüksektir. Ancak bu bataryaların maliyeti di ğ er bataryalardan oldukça fazladır. 13

14 Enerji Depolama Birimleri-3 Süper Kapasiteler Süper kapasiteler, bir kaç Wh/kg kadar özgül enerjiye ve kW/kg seviyesinde özgül güce sahip olacak ş eklide tasarlanabilmektedirler. Bu özellikleri bakımından tek ba ş larına bir aracı yeterli menzile ula ş tıracak enerjiyi depolayamazlar. Ancak ani hızlanmalarda ve yo ğ un trafikte, durup kalkmaların fazla oldu ğ u durumlarda, ihtiyaç duyulan gücü kar ş ılamakta oldukça etkindirler. Bu nedenle bataryalı, yakıt hücreli veya hibrit araçlarda yardımcı kaynak olarak kullanımları yaygındır. Oldukça kısa ş arj ve de ş arj süreleri oldu ğ undan frenleme sırasında geri kazanılacak enerji ile ş arj edilmeleri mümkün olmaktadır. 14

15 Enerji Depolama Birimleri-4 Volan Volanlar kinetik enerjiyi, yapılarındaki malzemelerin gerilmesi ile depolayabilen mekanik sistemlerdir. Elektrikli araçlarda frenleme esnasında kinetik enerjinin depolanması ve sonrasında hareket edilece ğ inde tekrar kinetik enerjiye dönü ş türülmesinde kullanılmaktadır. Aracın kontrolünü zorla ş tırmaktadır. Ayrıca bir kaza durumunda volanın zarar görmesi, üzerinde depolanan enerji ile birlikte yeni kazalara yol açabilece ğ inden kullanım açısından pek yaygınla ş amamı ş lardır. 15

16 Enerji Depolama Birimleri-5 Yakıt Hücreleri Yakıt hücreleri de bataryalar gibi kimyasal dönü ş üm yapmaktadırlar. Ancak enerjiyi depolayarak dönü ş üm yapmak yerine yakıt olarak saf hidrojen sa ğ landı ğ ı sürece elektrik enerjisine dönü ş üm yapabilirler. Yakıt hücreli araçlar, bataryalı araçlara göre daha uzun menzile sahiptirler. İ YM araçlara göre verimleri daha yüksektir ve zararlı gaz salınımları yoktur. Yüksek maliyetleri So ğ utma sistemine ihtiyaç duymaları Hidrojenin depo edilmesi (yanıcı özellik) gibi dezavantajları vardır. 16

17 Mekanik ve Elektronik Diferansiyel d δLδL δRδR δ L =δ R L= δLδL δRδR L d δRδR δLδL δ L < δ R L= δLδL δRδR L R δ 17

18 Mekanik ve Elektronik Diferansiyel-2 Mekanik Diferansiyel Mekanik diferansiyel, önden çeki ş li araçlarda önde, arkadan iti ş li araçlarda arkada, dört tekerden sürülen araçlarda ise önde ve arkadadır. MD dü ş ük ve yüksek hızlarda viraj boyunca aracı iten tekerlerin uygun hızlarda dönmesini sa ğ lamaktadır. Ancak aracı iten tekerlerden birisi patinaja ba ş ladı ğ ında tahrik motorunun verdi ğ i gücün belli bir kısmı bu tekerde bo ş a harcanır. Böyle bir durumda di ğ er teker aracı tek ba ş ına hareket ettiremeyebilir. Ayrıca MD'nin a ğ ırlık, mekanik güç kayıpları, gürültü ve a ş ınma gibi dezavantajları da vardır 18

19 Mekanik ve Elektronik Diferansiyel-3 Elektronik Diferansiyel Tek bir tahrik motoru yerine her bir tekerin elektrik motoru ile sürüldü ğ ü yapılarda (önden çeki ş li, arkadan iti ş li veya dört tekerden sürü ş lü) MD kullanılmayabilir. Bunun yerine elektrik motorlarının belli kurallar dahilinde kontrol edildi ğ i elektronik diferansiyel (ED) sistemi kullanılarak MD'nin görevi yerine getirilmektedir. 19

20 Tahrik Motorları Yapılmı ş Elektrikli Araç ve Hibrit Araç Uygulamalarına bakıldı ğ ında daha çok sürekli mıknatıslı elektrik motorlarının kullanıldı ğ ı görülmü ş tür. Bunun için geçerli sebepler vardır; Bakım maliyelerini dü ş ürür (fırça-kollektör takımı yok). Güç/kg oranları yüksektir. Denetimleri nispeten kolaydır. Teker içine gömülü tasarlanmaya müsaittir (Hub motor). 20

21 Teşekkürler… De ğ inilen konuların daha detaylı anlatımı için a ş a ğ ıdaki kayna ğ a bakınız… «Do ğ rudan Sürü ş lü Elektrikli Araçlar İ çin Bulanık Mantık Tabanlı Elektronik Diferansiyel Sisteminin Gerçeklenmesi» Doktora Tezi Hakan KAHVEC İ (Ulusal Tez Merkezinden indirilebilir) 21


"Yrd. Doç. Dr. Hakan KAHVEC İ KTÜ EEE 2015 Hibrit ve Tam Elektrikli Araçlar." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları