Son Teknoloji Elektrik, Hibrid ve Yakıt Hücreli Araçlar

1. Son Teknoloji Elektrik, Hibrid ve Yakıt Hücreli Araçlar

2. Günümüzde kullanılan içten yanmalı taşıtlar elektrikli otomobillere göre ; • daha düşük yatırım fiyatı, • daha yüksek hız, • daha uzun menzil, • daha hızlı dolum ve ağırlık taşıma kapasitesi • daha geniş bagaj olanakları …….. sunmasına rağmen….

3. elektrikli taşıtlar ; • daha düşük enerji fiyatı, • daha düşük bakım fiyatı, • daha düşük emisyon, • daha sessiz çalışma ve • petrolden bağımsız, • daha üstün özelliklere sahiptir.

4. Bu çalışmada, • özellikle kent içi ulaşımda kullanılan ve • Geleceğin ulaşım aracı olan elektrikli ve Hibrid araçlarda kullanılan • Enerji depolama sistemleri değerlendirilerek, • Yakıt pilli taşıtlar incelenecektir.

5. II. neden ET HET ve YPET ?

7. V. HİBRİD ELEKTRİKLİ TAŞITLARIN VE YAKITPİLLİ TAŞITLARIN MİMARİSİ • Hibrid elektrikli taşıtlar, İYM ve elektrik motoru/jeneratör,seri veya paralel konfigürasyonlar ile ileriye doğru yürütülebilir. • frenleme sırasında faydalı frenleme enerjisi ile yakıt ekonomisi ve • Tasarım ve kontrol transmisyon gibi kontrol algoritmaları ve • Güç yönetim stratejileri modelleme ve simülasyon gerektirir. • Böylece verilen sürüş koşullarında çalışma parametrelerinde optimizasyon amaçlanır

8. Hibrid elektrikli taşıtların şu kategorilerde incelenir: • Seri Hibrid Kontrol • Paralel Hibrid Kontrol • Seri-Paralel Hibrid Kontrol • Kompleks Hibrid Sistem

9. Seri Hibrid Kontrol • Seri hibrid, hibrid elektrikli aracın en basit çeşididir. İYM'nin mekanik çıkışı, bir jenerator kullanılarak elektrik enerjisine çevrilir. Elektrik enerjisi ya aküleri şarj eder ya da elektrik motoru ve mekanik transmisyon üzerinden tekerleri tahrik eder.

10. Seri Hibrid Kontrol

11. Paralel Hibrid Kontrol • Seri hibrid sistemden farklı olarak paralel hibrid sistem, İYM ve elektrik motorunun tekerleklere mekanik güç aktarmasını olanaklı kılar. • İYM ve elektrik motoru genellikle tekerleklerin şaftına iki dişli aracılığıyla bağlanır. • Böylelikle sadece İYM, sadece elektrik motoru ya da her ikisi birlikte tahrik gücünü sağlayabilir.

12. Paralel Hibrid Kontrol

13. Seri-Paralel Hibrid Kontrol • HEA'ların her ikisinin de özelliklerini gösterirken • Seri ile karşılaştırıldığında ilave bir mekanik bağlantı, • Paralel ile karşılaştırıldığında ilave bir jeneratör içerir. • Her iki sistemin avantajlı özelliklerine sahip olmasına rağmen seri-paralel hibrid elektrikli araç göreceli olarak daha karmaşık ve maliyetlidir.

14. Seri-Paralel Hibrid Kontrol

15. Kompleks Hibrid Sistem • Seri-paralel hibrid ile benzer görülmekle birlikte • jeneratör ve elektrik motorunun ikisi de elektrik üretmektedir. • Esas farklılık kompleks hibrid sistemde elektrik motoru çift yönlü enerji akış yapabilmektedir. • Bu seri-paralel hibrid sistem tarafından gerçekleştirilemeyen üçlü tahrik çalışma durumunu gerçekleştirir. • Ön tekerleklerin aksı ve arka tekerleklerin aksı ayrı ayrı tahrik edilmektedir. • Dört tekerde yapılan frenleme, aracın yakıt verimliliğini ve dolayısıyla yakıt ekonomisini önemli derecede arttırır.

16. Kompleks Hibrid Sistem

18. SERİ HEA ÇALIŞMA MODLARI

20. PARALEL HEA ÇALIŞMA MODLARI

22. KOMPLEKS HEA ÇALIŞMA MODLARI

24. VI . Hibrid Elektrikli Taşıtlar ve Yakıt Pilli Taşıtların Şu Andaki Durumu • Pek çok hibrid taşıt geliştirmiştir. Şu andaki modeller, yolcu taşıtları, dağıtım kaynakları, otobüsler, kamyonlar ve şehir içinde taşıma taşıtları. • Elektrik gücünün seviyesine ve elektrik motorunun fonksiyonlarına göre, hibrid elektrikli taşıtlar şu kategorilerde sınıflandırılabilir: • 1) Mikro hibrid 2) Hafif hibrid 3) Tam hibrid

25. 1) Mikro hibrid: • Tipik elektrik motor gücü sedan mikro hibrid için yaklaşık 2,5 kW 12 V’tur. • Temel olarak konvansiyonel içten yanmalı elektrikli taşıtta, altrnatör ve marş motoru integrasyonudur. • Elektrik motorunun ana fonksiyonu, başlatma ve durdurmadır • yaklaşık % 5- % 10 enerji tasarrufuna ulaşabilir. Mikro hibridlerin fiyatı birkaç yüzde, daha yüksektir. Çünkü motor küçüktür ve yapısı basittir.

26. 2) Hafif hibrid: • 100-200 V’da, yaklaşık 10-20 kW elektrik motor gücü vardır. • motor düz şekilli olarak tasarlanır ve direkt olarak motor ile çift bağlanır • paralel hibrid yapıda, tahriğe katılabilir. • Şehir içi sürüşünde tipik olarak % 20- %30 enerji tasarrufu sağlar, fiyat ı %20- %30 artar.

27. 3) Tam hibrid: • Elektrik motor gücü tam sedan hibrid için yaklaşık 200-300 V’ta 50 kW’tır. • seri-paralel veya kompleks hibrid yapı vardır. • Minimum emisyon ve maksimum enerji veriminde • Başlama ve durdurma için, motor ve makine birleşimi veya sadece motor ile tahrik yapılabilir. • Şehir sürüşünde yaklaşık % 30- % 40 enerji tasarrufu sağlar. Fiyatı da %30- % 50 artar.

28. Özetle, hibrid elektrikli taşıtın direkt gelişimi iki yönlüdür. • 1-) Tam hibrid, düşük emisyon ve yüksek enerji verimi için amaçlanmaktadır, fakat fiyat çok önemli etkendir. • 2-)Mikro ve hafif hibridler, düşük fiyat ve basit yapı amaçlanmaktadır. • Günümüzde, hibrid elektrikli taşıtlar Avrupa’da karşılaştırıldığında Japonya ve Amerika’da daha çok satılır, Avrupa için hibrid elektrikli taşıtlar enerji verimliliğine göre dizel motorlu taşıtlar ile rekabet edebilir. Bundan dolayı, Avrupa’da mikro ve hafif hibridler daha çok tercih edilecektir

29. . Hibrid elektrikli taşıtların pazarda geçerli olan birçok modeli vardır. • Toyota Prius • Honda Civic • Ford Escape • SaturnVue • Belediye Otobüsleri • Honda FCX

30. Toyota Prius • Toyota Prius, hibrid elektrikli taşıt pazarında ve Dünya’daki ilk ticari üretimdir. Japonya’da 1997 yılında ve Dünya çapında 2001 yılında satılıyordu. 2005 yılında, sadece Amerika’da 100.000 • . 6,5 Ah, 21-kW nikel-metal hibrid batarya faydalı frenleme sırasında motor ile ve yavaşlama sırasında jeneratör ile şarj edilir. Dört silindirli motor, düşük taşıt hızı sırasında durdurulur. Taşıt, konvansiyonel taşıtlar üzerinde önemli yakıt iyileşmesine sahiptir.

32. VII. Elektrikli Taşıtlar, Hibrid Elektrikli Taşıtlar ve Yakıt Pilli Taşıtların Anahtar TeknolojileriA. Tahrik Motoru • Elektrik motorları ve tahriği, elektrikli taşıtlar, hibrid elektrikli taşıtlar ve yakıt pilli taşıtların başarısında önemli rol oynar. • Bunların uygulamaları için uygun olan üç ana tip elektrik motoru vardır: 1) Sürekli mıknatıslı veya sürekli mıknatıslı fırçasız motor 2)indüksiyon motorları ve 3) anahtarlı relüktans motorları.

33. B. Güç Dönüştürücüler • HEA kullanılan tipik güç elektronik devreleri dahil Redresörler, invertörler ve dc/dc dönüştürücüler. Sorunları o HEA güç tasarımı içinde ele alınması gerekmektedir. Elektronik devreleri: • Elektrik tasarım: Ana değiştirme'yi içerir devre tasarımı, denetleyicisi devre tasarımı, geçiş yapma cihaz seçimi, anahtarlama frekansı optimizasyonu, ve zarar hesaplamaları;

34. • Kontrol algoritma tasarım: denetimi içerir algoritma tasarım istenen gerilim elde etmek için akım ve frekans çıkışını gerçekleştirmek için Çift yönlü güç akışıkontrolü • Manyetik tasarım: endüktörler, tasarımını içerir kapasitörler ve diğer manyetik bileşenler filtreleme, değiştirme ve sürüş için şoför birimi; • Mekanik ve termal tasarım: modelleme içerir Güç aygıtları ve manyetik bileşenler kaybı, Tasarım ve soğutma sistemi, soğutucu ve muhafaza ve güç elektroniği entegrasyonu birim

35. * : Gerekli güç (W), **: kullanılabilir güç (W) • Şekil 4. Yeni batarya alt sisteminin batarya ve ultrakapasitörden oluşan blok diyagramı.

36. D. Batarya ve Ultrakapasitörler • Batarya ve ultrakapasitörler enerji depolar ve aynı zamanda tahrik sistemine güç/enerji sağlar. • Yakıt pilinin spesifik enerjisi benzin ile karşılaştırılabilir: bununla birlikte spesifik güçü benzinden daha azdır, • Bataryalar, elektrokimyasal prensipler kullanılarak elektrik enerjisi depolar, doğal olarak spesifik enerji benzinden daha azdır. • Ultrakapasitörler, statik elektrik prensiplerini kullanarak elektrik gücü depolar, bundan dolayı yüksek spesifik güce sahiptirler. böylece taşıt için yeterli enerji kwh olarak ve yeterli pik gücü kW sağlar. • Böylece, uygun tahrik sağlanır ve özel ivmelenme performansı karşılanır. Kurşun asit batarya, nikel metal hibrid batarya, lityum iyon batarya, v.b. kapsayan bataryalar, elektrikli taşıtlar, hibrid elektrikli taşıtlar ve yakıt pilli elektrikli taşıtlarda kullanım için uygundur. • Ultrakapasitörler, çok yüksek güç yoğunluğuna sahiptir, fakat çok az enerji tutarlar.

37. VIII. SONUÇ Burada EA, HEA ve YPEA genel bir bakış sunulmuştur. • Enerji kaynakları ve çevresel yaklaşımlar ile • HEAotomotiv endüstrisi ve tüketici için daha çekici hale gelecektir. • Taşıt performansı ve süper yakıt ekonomisi yüzünden pazarda, HEA aşamalı olarak popüler olacaktır. • Modelleme ve simülasyon HEA tasarımı ve gelişimindeki başarısında önemli bir rol oynayacaktır. • Kontrol, HEA asıl anahtar teknolojidir. Bundan dolayı HEA teorisi zamanla daha fazla ilerleyecektir.

38. HAZIRLAYANİSMAİL KARAKOÇ