Paralel Hibrit Elektrikli Aracın Güç Aktarma Organların Simülasyonu, Tasarımı ve Deney Düzeneği Kurulumu

Abstract

A parallel or mechanically coupled hybrid drivetrain has features that allow both the engine and the traction motor to apply their mechanical power in parallel directly to the drive wheels. The major advantages of a torque-coupling parallel configuration over a series configuration are (1) the non-necessity of a generator, (2) a smaller traction motor, and (3) only part of the engine power going through multi-power conversion. Hence, the overall efficiency can be higher than in the series hybrid. This project is studying the parallel configuration of a hybrid driveline both numerically and experimentally. The mathematical model of driveline was developed in Matlab/Simulink software. Power shifting between Internal Combustion Engine (ICE) and Electric Motor (EM) was carried out by using the appropriate control strategy during the different driving conditions (acceleration, deceleration, and braking). An experimental setup of driveline was established in the ICE laboratory of the Automotive Engineering Department of Atılım University. All experiments were done in controlled conditions. The states of the system (ICE speed, EM speed and torque, Dynamometer load, Battery package voltage, SOC) are measurable to apply a suitable power shifting control method. The Driveline model were tuned by using experimental data.

Paralel veya mekanik olarak bağlanmış hibrit aktarma organları, hem motorun hem de çekiş motorunun mekanik gücünü paralel olarak doğrudan tahrik tekerleklerine uygulamasına olanak tanıyan özelliklere sahiptir. Tork kuplajlı paralel konfigürasyonun seri konfigürasyona göre başlıca avantajları şunlardır: (1) jeneratöre gerek olmaması, (2) daha küçük bir çekiş motoru ve (3) motor gücünün yalnızca bir kısmının çoklu güç dönüşümünden geçmesi . Dolayısıyla genel verimlilik seri hibridden daha yüksek olabilir. Bu proje, hibrit aktarma organlarının paralel konfigürasyonunu hem sayısal hem de deneysel olarak incelemektedir. Aktarma organlarının matematiksel modeli Matlab/Simulink yazılımında geliştirilmiştir. İçten Yanmalı Motor (İYM) ile Elektrik Motoru (EM) arasındaki güç aktarımı, farklı sürüş koşullarında (hızlanma, yavaşlama ve frenleme) uygun kontrol stratejisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Atılım Üniversitesi Otomotiv Mühendisliği Bölümü İYM laboratuvarında aktarma organlarının deney düzeneği kuruldu. Tüm deneyler kontrollü koşullarda yapıldı. Sistemin durumları (İYM hızı, EM hızı ve torku, Dinamometre yükü, Akü paketi voltajı, SOC) uygun bir güç dağıtma yöntemini uygulamak için ölçülebilir. Driveline modeli deneysel veriler kullanılarak ayarlandı.