Esas Tahrik Unsuru Yakıt Pili Olan Elektrikli Araç Uygulaması Ve Konfigürasyonu (kılıç-1 Projesi)

Abstract

Bu çalışmada; öncelikle yakıt pilleri ve yakıt pillerinde kullanılacak yakıt seçenekleri incelenmiş ve PEM tipi yakıt pilinin ve benzinin araç üzerinde depolanıp araçta dönüştürülmesinin otomobil uygulamalarına uygun olacağı değerlendirilmiştir. Elektrikli araç uygulamaları incelenmiş, hibrit elektrikli araç ve tamamen elektrikli araç şeklinde ele alınmıştır. Elektrikli araçların iym’lu araçlardan farklılığı ortaya konmuştur. Araç konfigürasyonuna esas olmak üzere aracın güç ve enerji ihtiyacı çeşitli hızlar için hesaplanmış, motor moment, motor rpm,teker moment, teker rpm değerleri bulunmuştur. Aracın hız güç eğrileri çıkarılmıştır. Araçta yakıt pili olarak; 40 kw lık PEM tipi yakıt pili kullanılmıştır. Yakıt pilinin teknik ve maliyet değerleri verilmiştir. Araçta enerji depolama ünitesi olarak; çeşitli batarya tipleri incelenmiş ve yüksek enerji yoğunluğu, yüksek güç yoğunluğu, ve teknik üstünlükleri nedeniyle 18 kw lık güç üretecek lityum-iyon batarya tercih edilmiştir. Bataryanın teknik ve maliyet değerleri verilmiştir. Araçta elektrik motoru olarak; çeşitli motor tipleri incelenmiş ve dikdörtgensel beslenmiş PM AC motor tercih edilmiştir. Yakıtın araçta dönüştürme işlemi basamaklar halinde desülfürizasyon, ototermal dönüştürme, yüksek sıcaklıklı ve düşük sıcaklıklı ayırma reaktörleri ve seçici oksidasyon aşamaları şeklinde ele alınmıştır. Son olarak aracın bütün konfigürasyonu ortaya konmuştur. Yapılan similasyon sonucunda araç performans değerleri ve yakıt tüketim değerlerine ulaşılmıştır. Çalışmanın sonucunda; yüksek performanslı bir araç dizayn edilmiştir (70 km/h hıza 14 s de). Araç emisyon değerleri sıfıra indirgenmiş böylece çevre kirliliği önlenmiştir. Araçların sebep olduğu şehirlerdeki ses kirliliği; elektrik motorunun sesi düzeyine indirilmiştir. En önemli olan ise; % 40 yakıt tasarrufu sağlanmıştır( 9L den 5,1L ye). Yakıt ekonomisi amortisman değerlendirmesi ile aracın kendini 3,84 yılda amorti edeceği hesaplanmıştır.

In this study first of all fuel cells and fuel choices for fuel cell were examined and Pem fuel cell and gasoline,which will be stored and reformed at the car,were decided. Electric vehicles had examined as hibrit EV and All EV and main differences between EV and İCE vehicles were explained. For making a configuration of a car ,power and energy requirements of a car was calculated with some speeds. Engine torque,engine rpm,wheel torque,wheel rpm were calculated and speed-power curve was taken form. A 40 kw powered pem fuel cell was used at the car. Technical and cost values of this fuel cell was shown. Some battery types were examined for energy storage unit of the car. By having high power density, hige energy density and some technical advantages; A 18 kw powered lidyum-iyon battery was perefered. Technical and cost values of this battery was also shown. Some engine types were examined for movement unit of the car and a rectangular supported PM AC motor was perefered. Fuel reformation proces at the car was examined step by step as liquid fuel desulfurizer, autothermal reformer, high temperature and low temperature shift reactors and selective oxidation reactor. At the end all configuration of the car was taken form. By using simulation performance and fuel consuption values could be reached. With this study a high performed car was designed. Car emissions were inclined to zero so enviromental pollution could be prevented. Sound pollution at cities was inclined to EM sound level. The most important of them is % 40 fuel savings (9 L to 5,1 L). By making analysis of fuel economy and amortization it was calculated that the car will pay itself off by 3,84 years.