Elektrikli Taşıtların Doğrusal Dinamiğinin Modellenmesi Ve Simülasyonu

Abstract

Üniversitesi : İstanbul Teknik Üniversitesi Enstitüsü : Fen Bilimleri Anabilim Dalı : Makina Mühendisliği Programı : Otomotiv Y.L. Bu çalışmada alternatif tahrik sistemlerini de içerecek şekilde gerçek zamanda çalışabilen özgün bir taşıt doğrusal dinamik simülasyon modeli kurulmuştur. Oluşturulan model bileşenleri arasında klasik tahrik makinesi olan içten yanmalı motor olduğu gibi, elektrik motoru ve batarya modelleri de bulunmaktadır. Simülasyon yazılım ortamı olarak MATLAB seçilmiş, tahrik konseptleri arasında yakıt ve enerji tüketimi, işletme maliyeti ve menzil gibi temel unsurlar karşılaştırmalı olarak hesaplanıp sunulmuştur. Çalışmada öncelikle taşıt dinamiği simülasyonu, elektrikli taşıtların yapısı ve elektrikli araç teknolojileri, genel olarak elektrikli taşıtların modellenmesi, elektrikli tüm taşıt modelleri, elektrik motorlarının modellenmesi, bataryaların yapısı ve hangi batarya tiplerinin elektrikli taşıtlar için uygun olduğu ile ilgili bilgi verilmekte ve bataryaların basitçe nasıl modellendiği açıklanmaktadır. Modelleme ve simülasyon kısmında ise, öncelikle Matlab ortamında programlanmış olan Pacejka tekerlek modeli açıklanmaktadır. Bilgisayardaki taşıt doğrusal dinamik modeli ile çeşitli tahrik tipleri ve konfigürasyonlar için NEDC Avrupa cevrimi takip edilerek taşıt durum değişkenleri ve temel karşılaştırma büyüklükleri incelenmiştir. Günümüz piyasa enerji fiyatları kullanılarak klasik içten yanmalı motorla tahrik (dizel motoru) ve elektrikle tahrik konseptleri karşılaştırılmıştır.

University : İstanbul Technical University Institute : Institute of Science and Technology Science Programme : Mechanical Engineering Programme : Automotive MSc In this thesis, a longitudinal vehicle dynamics simulation model that can work in real time was created as including alternative drive systems. This model is consist of the subsystem of conventional internal combustion engine model, electric motor model and battery model. MATLAB programme was selected as a software environment for this vehicle model. Drive concepts of the vehicle like fuel and energy consumption, cost and range were computed and represented as contrastive. In the thesis; firstly, vehicle dynamics simulation, the structure of electric vehicles and electric vehicle technologies, modelling of electric vehicles in general, all electric vehicle models, modelling of electric motors, the structure of batteries and which types of battery are acceptable for electric vehicles are informed and it’s basically described how to model a battery in this work. Pacejka tire model which was programmed in Matlab environment is represented in the part of modelling and simulation in the thesis. Vehicle state variables and the basic comparison magnitudes are investigated for many types of drive and configuration with the longitudinal vehicle dynamics model at computer by following the New European Driving Cycle. Conventional ICE vehicles (diesel engine) and Electric vehicles were compared by using today’s market energy prices in the thesis.