Hibrit elektrikli otobüste (PHILEAS) sürücü sistemlerinin modellenmesi ve güç aktarma organlarının tasarımı

Abstract

Geçtiğimiz son on yılda, otomotiv teknolojilerinde enerjinin verimli kullanılabilirliği ve temiz enerji kaynaklarının kullanımı doğrultusundaki arayışların paralelinde, hibrit elektrikli araçlara olan ilgi hızlı bir şekilde artmıştır. Uygun yapılandırma seçildiğinde ve bölgenin coğrafi koşulları incelenerek sistem yapılandırılmaları yapıldığında, hibrit elektrikli araçların konvansiyonel araçlara göre, yakıt tüketimi ve emisyon değerleri bakımından başarılı oldukları görülmektedir. Bu tezde, şehir içi toplu taşımada kullanılan Phileas marka metrobüs aracında oluşan tahrik aksı şaft kırma probleminin nedenlerinden, iyileştirme çalışmalarından, hibrit destek sisteminden ve tüm aracın MATLAB/Simulink ortamında modellemesinden bahsedilmiştir. Kırılan şaftın Cad modellemesi yapılıp, statik ve yorulma analizleri yapılmıştır. Modellemesi yapılan Phileas marka otobüsün elektrik motorları takıldığında ortaya çıkan performansı özetlenmiştir. Giriş bölümünde, hibrit elektrikli aracın tanımı ve genel performans kriterleri ile tez kapsamında amaçlanan çalışmalar için giriş cümlelerine yer verilmiştir. İkinci bölümde hibrit elektrikli araçlar hakkında genel bilgilere yer verilmiştir. Bu kapsamda, hibrit elektrikli araçlar için genel bir bakışın ardından, tarihsel gelişim süreci incelenmiştir. Ardından, çeşitli hibrit elektrikli araç konfigürasyonlarından bahsedilerek, hibrit elektrikli araç mimarileri hakkında kısa bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde, hibrit elektrikli araçlarda kullanılan batarya, elektrik motoru ve sürücüsü ile hibrit kontrol ünitesi gibi alt komponentlerden genel olarak bahsedilmiştir. Ardından uygulama yapılan seri hibrit araçta seçilen komponentlerin özellikleri hakkında bilgi verilmiştir.

Dördüncü bölümde, güç aktarma organlarının tasarımı, kırılan şaftın tasarımı ve statik analizleri yapılmıştır. Beşinci bölümde, Phileas için seçilen elektrik motorlarının kullanıldığı bir test düzeneği tasarımının Solidworks ve Catia programlarında modellenmesi ve imalatından bahsedilmiştir. Araç üzerinde uygulama yapmak için Phileas aracının Solidworks ve Catia programlarında modelinin oluşturulması, gerekli komponentlerin tasarımı ve bu modele yerleştirilmesinden bahsedilmiştir. Altıncı bölümde, hibrit elektrikli aracı oluşturan komponentlerin ve alt sistemlerin Matlab/Simulink programında modellenmesinden bahsedilmiştir. Sonunda, hibrit elektrikli aracın simülasyon sonuçları grafikler ve tablolar halinde sunulmuştur. Ayrıca yapılan bu çalışma ile elde edilen sonuçlar yorumlanmış ve gelecekte yapılması öngörülen çalışmalar hakkında bilgilere ve tavsiyelere verilmiştir.