Akıllı Ulaşım Sistemlerinin Sunduğu Enerji Verimliliği Avantajlarının Değerlendirilmesi

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Akıllı Ulaşım Sistemlerinin Sunduğu Enerji Verimliliği Avantajlarının Değerlendirilmesi"

Eren Köprülü
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Akıllı Ulaşım Sistemlerinin Sunduğu Enerji Verimliliği Avantajlarının Değerlendirilmesi Ö. Ararat, M. A. Çimen, A. Ö. Biliroğlu, M. Demirci, O. Kütük, M. Güler, E. Elcik, Y. Solak, D. M. Bahar, M. Akbulut, E. Kural, H. Uçarol ve Ş.N. Engin TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi, Enerji Enstitüsü Gebze, Kocaeli

Kütük, M. Güler, E. Elcik, Y. Solak, D. M. Bahar, M. Akbulut, E. Kural, H.

2 İçerik Giriş Grup Tanıtımı Toplu Taşımacılık ve Hibrid Otobüs Kavramı Seri Hibrid Araç Konfigürasyonu Seri Hibrid Midibüs Enerji Akış Diyagramı Dinamik Programlama Dinamik Programlama Bilgisi Problem Formülasyonu Simülasyonlar Modelleme ve Test Çevrimi Simülasyon Sonuçları Sonuçlar 2

Diyagramı Dinamik Programlama Dinamik Programlama Bilgisi Problem

3 Giriş Tübitak Marmara Araştırma Merkezi Araç Teknolojileri Grubu Hibrid Araç Prototipleri Hibrid Araç Komponentleri Elektrik Motoru Elektrik Motoru Sürücüsü Ekran Hibrid Kontrol Ünitesi Batarya 3

4 Giriş Toplu Taşımacılık ve Hibrid Otobüs Kavramı Çevreyi Korumak İçin Getirilen Sıkı Regülasyonlar Yetersiz Doğal Kaynaklar Hibrid Otobüs Kavramı Tekrarlayan Güzergahlar Şehir İçi Ulaşımın Önemli Bir Parçası Olması 4

Yetersiz Doğal Kaynaklar Hibrid Otobüs Kavramı

5 Seri Hibrid Araç Konfigürasyonu Hibrid Araç Komponentlerinin Seçilmesi Jeneratör Elektrik Motoru 5

6 Seri Hibrid Araç Konfigürasyonu Hibrid Araç Komponentlerinin Seçilmesi Batarya Jeneratör Elektrik Motoru 30km için 20 kwh 6

7 Seri Hibrid Araç Konfigürasyonu Hibrid Araç Komponentlerinin Seçilmesi Batarya Jeneratör Elektrik Motoru Diferansiyel çevrim oranı değiştirildi. Yardımcı Üniteler Elektrik tahrikli kompresör yerleştirildi. Transmisyon kaydırıldı ve kardan modifiye edildi. Direksiyon sistemi elektro hidrolik hale getirildi. Debriyaj sistemi yenilendi 7

Yardımcı Üniteler Elektrik tahrikli kompresör yerleştirildi.

8 Seri Hibrid Araç Konfigürasyonu Hibrid Araç Komponentleri Montaj Çizimi 8

9 Seri Hibrid Araç Konfigürasyonu Enerji Akış Diyagramı CAN (250 kbps) dspace 1401 HECU CAN (500 kbps) ECU BMS EM Sürücüsü (Jen) EM Sürücüsü (EM) 160 HP IYM Yakıt Tankı 100 kw (150 kw) PMSM EM Güç Hattı Nominal 362 V 70 Ah Li Polymer Batarya 9

Sürücüsü (Jen) EM Sürücüsü (EM) 160 HP IYM Yakıt Tankı 100

10 Dinamik Programlama GENSET Haritasının Çıkartılması ToptIYM PELis woptiym Elektrik Motoru Haritası İçten Yanmalı Motor Haritası 10

11 Dinamik Programlama Şarj Koruma Stratejisi Şarj Üst Sınırı Şarj Alt Sınırı Serbest Bölge Serbest Bölge Serbest Bölge Şarj Arttıran Operasyon Şarj Azaltan Operasyon 11

12 Dinamik Programlama Dinamik Programlama Bilgisi Pgenopt = 57 kw Pbatopt = 13 kw SOC alt SOC alt SOC 1 SOC 1 SOC 2 SOC 3 SOC 4 SOC 2 SOC 3 SOC 4 SOC üst SOC üst 12

13 Dinamik Programlama Problem Formülasyonu Ceza Fonksiyonu: İçten Yanmalı Motorun Tükettiği Enerji J t = 0 Pgenset ( u) du n ( P ( u)) genset genset 13

14 Dinamik Programlama Problem Formülasyonu Bağ Denklemleri: Sistem istenen yol yükünü karşılamalıdır. P () t = P () t + P () t des genset bat 14

15 Dinamik Programlama Bağ Eşitsizlikleri: Problem Formülasyonu Batarya belirli güçlerde şarj ve deşarj olabilir. P () t P () t P () t bat min bat bat max 15

16 Dinamik Programlama Bağ Eşitsizlikleri: Problem Formülasyonu Optimum çalışma için batarya belirli şarj ve deşarj değerleri arasında tutulmalıdır. E () t E () t E () t bat min bat bat max t Ebat ( t) = f ( Pbat ( u)) du 0 Pbat ( u) eğer Pbat ( u) 0 f( P ( )) bat ( bat ( )) bat u = n P u Pbat ( u) nbat ğer ( Pbat P( u)) u e bat ( ) < 0 16

E () t E () t E () t bat min bat bat max t Ebat ( t) = f ( Pbat ( u)) du 0 Pbat ( u)

17 Dinamik Programlama Bağ Eşitsizlikleri: Problem Formülasyonu GENSET belirli bir güç kapasitesine sahiptir. P () t P () t P () t genset min genset genset max 17

18 Dinamik Programlama Problem Formülasyonu min J = t 0 Pgenset ( u) du n ( P ( u)) genset genset öyle ki P () t = P () t + P () t des genset bat P () t P () t P () t bat min bat bat max t E () t f ( P ( u)) du E () t bat min bat bat max 0 P () t P () t P () t genset min genset genset max 18

() t P () t P () t bat min bat bat max t E () t f ( P ( u)) du E () t

19 Simülasyonlar Modelleme ve Test Çevrimi Tahrik Sistemi Sürücü Modeli ve Çevrim Araç Dinamiği HECU GENSET Batarya 19

20 Simülasyonlar Modelleme ve Test Çevrimi 20

21 Simülasyonlar Simülasyon Sonuçları 21

22 Simülasyonlar Simülasyon Sonuçları Toplam Enerji Tüketimi (kw) Verim (%) Konvansiyonel Aç Kapa Kontrol Dinamik Programlama

23 Sonuçlar Bu çalışmamızda, Akıllı Ulaşım Sistemlerinin enerji verimliliği açısından avantajlarını değerlendirdik. Seri Hibrid konfigürasyonda bir araç kullanılarak dinamik programlama metoduyla optimum enerji yönetimi elde edilmeye çalışılmıştır. Belirlenen bir Akıllı Ulaşım Sistemi bölümünde konvansiyonel araç, aç kapa kontrolcüyle çalıştırılan bir araç ve dinamik programlama metoduyla yönetilen bir araç çalıştırılmıştır. Sonuç olarak akıllı ulaşım sistemleri üzerinde kullanılabilecek olan dinamik programlama tabanlı metotla yönetilen seri hibrid konfigürasyonda aracın, aç kapa kontrolcüyle yönetilen bir araca oranla %16.17 daha verimli olduğu tespit edilmiştir. 23

24 SORULAR? TÜBİTAK MAM PK. 21, GEBZE-KOCAELİ Tel: ; Faks:

Benzer belgeler

HİBRİD VE ELEKTRİKLİ ARAÇLAR ULAŞIMDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ İÇİN BİR ALTERNATİF

HİBRİD VE ELEKTRİKLİ ARAÇLAR ULAŞIMDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ İÇİN BİR ALTERNATİF Hamdi UÇAROL, Emre KURAL, Dinçer Mehmet BAHAR, Eren ÖZS U, Erkan ELCİK, Mehmet Ali ÇİMEN, Murat DEMİRCİ, Murat GÜLER, Öncü ARARAT,