Embed Size (px)
Citation preview
Herkese Açık | Public
Elektrikli Araçlarda Güç Aktarma Sistemi Tasarımı
Alper Sina YamanFORD OTOSAN
Mart 2019
Gebze, TÜSSİDE
Herkese Açık | Public
İçindekiler
1/2
1. Araç Sistemleri
2. Hedefler
3. Tahrik Sistemi Tasarımı Süreci
4. Batarya Paketi Tasarımı Süreci
Herkese Açık | Public
İÇTEN YANMALI ARAÇ
Herkese Açık | Public
ELEKTRİKLİ ARAÇ
Herkese Açık | Public
ARAÇ HEDEFLERİ
• CO2 salınımı• Emisyonlar• Aracın/motorun ses seviyesi• Güvenlik
• Performans• Yakıt tüketimi• Ses ve gürültü seviyesi• Konfor• Dayanım• Servis aralıkları• Fiyat• Farklı çevre koşullarına uyum
• Ağırlık• Araç/motor boyutu• Kontrol sistemi yetkinlikleri
Fizi
kse
lLi
mit
ler
• Üretilebilirlik• Genel anlamda teknoloji• Zaman
Herkese Açık | Public
ARAÇ HEDEFLERİ
0 – 100kph hızlanma
Azami Hız
Hızlanma Esneklik
Ortalama ivme
100kph tırmanma eğim
%Azami ileri
kalkış eğimiAzami geri kalkış eğimi
8kph 1km boyunca
tırmanma eğim %
Sürücü Kullanım Senaryoları
Araç Enerji Tüketimi
Araç Enerji Tüketimi
Paket Enerji Yoğunluğu
Paket Güç Yoğunluğu
Yakıt EkonomisiPerformans
Performans AlgısıŞanzıman
YumuşaklığıMenzil
Şarj Süresi
Herkese Açık | Public
ARAC HEDEFLERI DEGERLENDIRME
Entegrasyon
Metotları
Gerçek Dünya verileri ile araç
benzetimi
Araç Performans Değerlendirmesi
Komponent & Sistem Boyutlandırma
Senaryolar
Performans
Metrikleri
Sürüş
Çevrimleri
Analiz Döngüsü
Results
Yol
Sürücü
Şasi
Batarya
Frenleme
Motor
Inverter
Harici Yükler
Termal Yönetim
Tekerlek
Transmisyon
Güç ElektroniğiModelleri
Kontrol / Enerji Yönetimi
Modeller
Araç
Özellikleri
Standart Geliştirme Süreçleri
Herkese Açık | Public
MEKANİK MODEL
Araç Parametreleri
Ön Alan
Cd
Ağırlık –Boş/Dolu
Yuvarlanma Direnci
Tekerlek Çapı
Araç Mekanik Modeli
Aracın Mekanik Modelinin Oluşturulması
Tahrik Kuvveti
Aerodinamik Sürtünme
Yuvarlanma Direnci
Araç Kütlesi Eğim Direnci
Herkese Açık | Public
STANDART ÇEVRİMLER
Araç Mekanik Modeli
İlgili Çevrimler:
NEDC
WLTP
VECTO
EPA
Benzetim
Enerji Tüketimi
Güç Profili
Standart Çevrim Verilerinin Araca Uygulanması
Müşteri Kullanım Verileri
Herkese Açık | Public
TEKERLEK TORKU
Tekerlek Torku
Yola uygulanan mekanik güç
Azami hız hedefi
Yüksek Hız Tırmanma
Hedefi
Kalkış Eğimi
Tırmanma Hedefleri
Hız – Tork İsterleri
Teorik Tekerlek Tork
Eğrisi
Tekerlek Tork Eğrisi Çıkartılması
Araç Mekanik Modeli
Herkese Açık | Public
HAZIR MOTOR / TASARIM MOTOR
Teorik Tekerlek Tork Eğrisi
Eldeki Motor-Şanzıman Opsiyonları
ile Karşılaştırma
Tüm Hedeleri Sağlayan en uygun motor – şanzıman
seçilmesi
Sadece Şanzıman sabit tutulup Motor
modifikasyonu
Hedefler Sağlanamıyorsa
Sadece Motor sabit tutulup Şanzıman
modifikasyonu
Motor Seçimleri
Motor Seçimi
Motorların Teorik Eğrilerinin Çıkartılması
Herkese Açık | Public
MOTOR PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ
Motor Teorik Eğrileri
Araç Mekanik Modeli
Performans Değerlendirme
Motorlu Mekanik Model
0 – 100kph hızlanma
Hızlanma Esneklik
Ortalama ivme
Performans Değerlendirmesi
Herkese Açık | Public
MOTOR BESLEME GERİLİMİ
Performans Değerlendirmesi
Kalkış ve Tırmanma Değerleri
Kalkış ve tırmanma tekerlek torku araç hedeflerine göre değerlendirilir
Yüksek Hız Performansı
İhtiyaç duyulan yüksek hız performansına göre çalışma gerilim seçimi
Çalışma Gerilim Aralığı Seçimi
Herkese Açık | Public
MOTOR VERİM DEĞERLENDİRMESİ
Motor Teorik Eğrileri
Araç Mekanik Modeli
Motor Verim Değerlendirme
Motorlu Mekanik Model
Standart Çevrimler
Müşteri Verileri
Verim Değerlendirmesi
Herkese Açık | Public
NİHAİ MOTOR DEĞERLENDİRMESİ
Performans Değerlendirmesi
Verim Değerlendirmesi
Motor Seçenek 1
FOM skoru
FOM skoru
Performans Değerlendirmesi
Verim Değerlendirmesi
Motor Seçenek 2
FOM skoru
FOM skoru
Minimum hedef performansı sağlayan
en verimli motor seçeneği seçilir.
Herkese Açık | Public
ENERJİ TÜKETİMİ DEĞERLENDİRMESİ
Seçilen Motorlu Mekanik Model
Sürüş Çevrimleri
Motor’un Çektiği
Elektriksel Güç
Elektriksel GüçMüşteri Menzil
İhtiyacıWh/km
Hedef Batarya Paketi Enerjisi
Herkese Açık | Public
BATARYA PAKETİ
Hedef Batarya Paketi Enerjisi
Kullanılabilir Enerji
Paket HacmiEnerji
Yoğunluğu
Kullanılabilir Enerji Yoğunluğu
Batarya yerleştirilebilecek
alanlar
Herkese Açık | Public
PAKET DETAYLARI
Motor - Inverter
DCDC
Diğer YG Komponentler
Çalışma gerilim aralığı
xxx seri Kimya1
yyy seri Kimya 2
zzz seri Kimya 3
Herkese Açık | Public
HÜCRE SEÇİMİ
Kimya 1
Kimya 2
Kimya 3
Hücre Seçenekleri
Hücre Ah
Hücre Boyut
Hücre ESR / ACIR
Hücre SDR
Hücre Termal Özellikleri
Kaba hızlı tasarım ile hacim isterlerinin sağlanıp sağlanmadığı kontrol edilir.
Hücre başına Wh/lt Paket hedefi %** verimle paketlense enerji hedefi tutuyor mu?
Herkese Açık | Public
HÜCRE KİMYALARI
LCO LMO NMC
NCA LTOLFP
Herkese Açık | Public
HÜCRE MODELLEME
Kimya 1
Kimya 2
Kimya 3
Kalan Hücre Seçenekleri
Hücre Ah
Hücre ESR / ACIR
Hücre SDR
Hücre Termal Özellikleri
Enerji Yoğunluğu
Elemesi
Hücre Modeli
𝑉ℎü𝑐𝑟𝑒 = 𝑓(𝑆𝑂𝐶, 𝑇)
𝑅𝑑𝑐 = 𝑓(𝑆𝑂𝐶, 𝑇) 𝑍𝑎𝑐 = 𝑓(𝑆𝑂𝐶, 𝑇)
Güç / Enerji Kaybı Atılabilen Isı
Tutulan Isı
Hücre Sıcaklığı
Herkese Açık | Public
PAKET TASARIM DÖNGÜSÜ
Hücre Modeli 1
Hücre Modeli 2
Hücre Modeli 3
Parametrik Paket Tasarımı 1
Parametrik Paket Tasarımı 2
Parametrik Paket Tasarımı 3
İsterlere Bağlı Paket Oluşturma
Hedef Batarya Paketi Enerjisi
Kullanılabilir Enerji
Paketten Çekilen Elektriksel Güç Çevrimleri
BenzetimPaket
Optimizasyonu
Herkese Açık | Public
PAKET OPTİMİZASYONU
Paketten Çekilen Elektriksel Güç
ÇevrimleriBenzetim
Çevresel Koşullar
Paket Kullanılabilir Ömür
Isıl Yükler Batarya Yönetim
Termal Tasarım
Kullanılabilir Enerji Ömür Sonu
Kullanılabilir Güç / Enerji Yönetimi Optimizasyonu
Kurulu Enerji Kapasitesi ( Hücre
Sayısı )
Donanım / Yazılım İsterleri
Tasarım Değişiklikleri
Paket Yeni Model
Herkese Açık | Public
PAKET SEÇİMİ
Performans Değerlendirmesi
Verim Değerlendirmesi
Paket Seçenek 1
FOM skoru
FOM skoru
Performans Değerlendirmesi
Verim Değerlendirmesi
Paket Seçenek 2
FOM skoru
FOM skoru
FOM’de Hedef metrikleri sağlayan en düşük maliyetli
batarya paketi tercih edilir.
Herkese Açık | Public
challenge.tubitak.gov.tr
TEŞEKKÜRLER
TÜBİTAK Efficiency Challenge Elektrikli Araç Yarışları Eğitim Programı, 13-14 Nisan 2019, Gebze
