Ters Relüktans Motorlu Elektrikli Otomobilin Tasarımı, İmalatı ve Kontrolü

Abstract

Bu projede otomobilin dört tekerinin içine yerleştirilmiş Anahtarlamalı Ters Relüktans Motor’lu (ATRM) bir elektrikli otomobilin tasarımı, imalatı ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. ATRM tasarımı, motor ve otomobilin kontrolü, güvenli sürüş konularında özgün çalışmalar yapılmıştır. Değişik güvenlikli sürüş senaryoları için elektrik ve mekanik kontrol içeren bir model geliştirilerek dört ayrı motorun birlikte kontrolü gerçekleştirilmiştir. Yapılan teorik çalışmalar, üretilen bir elektrikli otomobil üzerinde yapılan testlerle ile doğrulanmıştır. Tasarlanan ATRM’nin boyut parametreleri; moment, moment dalgalılığı, indüktans eğrisi ve verim açısından heuristic optimizasyon teknikleri ile belirlenmiştir. Bu otomobilde mekanik dişli ve aktarma organları kullanılmadığı için enerji verimliliği artmaktadır. Tasarlanan otomobilde öncelikli konular arasında, yüksek verimli motorların kullanılması ve bu motorların rejeneratif çalıştırılması sayesinde enerji tasarrufu sağlanarak otomobilin veriminin ve dolayısıyla da menzilinin artırılması sağlanmıştır. ATRM’nin sürücüsü tarafımızdan tasarlanıp imal edilmiştir. Model Öngörülü Kontrol (Model Predictive Control) (MÖK) yöntemiyle otomobilin referans yörüngesini ve hızını, sürücü güvenlik ve konforu gözetilerek, kararlı bir şekilde yakalayacak, her bir motora verilmesi gereken referans hız bilgileri elde edilmiş, her bir motor sürücüsüne bu bilgiler gönderilerek, sayısal sinyal işlemciler yardımıyla motorların kontrolü sağlanmıştır. Her bir teker içerisindeki ATRM bağımsız olarak kontrol edilebilmektedir. Sensörlerle sistemin sürüş dinamiklerinden alınan bilgilere göre otomobilin kontrolü, bu motorlar vasıtasıyla yapılmaktadır. Böylece bu kontrol yapısı aracın yol tutuş kabiliyetini artıracağı için virajlardaki savrulmayı azaltarak üstünlük sağlamaktadır. Otomobilin tasarım ve imalat süreci esnasında aktif ve pasif güvenlik modelini oluşturabilmek için gerçek sürüş koşullarında, araç sensör verilerinin alınması gerçekleştirilmiştir. İstenen donanıma sahip araçlar kiralanarak, sensör verileri alınmış değişik sürüş teknikleriyle elde edilen veriler analizlere tabi tutularak önemli sonuçlar elde edilmiştir. Sürüş anında oluşabilecek öngörülemeyen durumlarda, yedeklemeli sistemleri kullanarak, tanımlanan planlara göre maksimum performansı sağlayacak planın uygulanmasına ait teorik çalışmalar yapılmıştır. Araçta önemli arızalar oluşmadan önce veri toplama kartı yardımıyla toplanan titreşim ses ve görüntü bilgileri bir işlemci ile analiz edilerek ve zamanla araç üzerinde oluşabilecek arızalar tespiti için çalışmalar yapılmıştır. Bu teorik çalışmalar görüntü ve ses analizleri olarak devam etmektedir. Yapılan çalışmaların tümünün verdiği yeni fikirlerden yararlanılarak geliştirilen, Siber Güvenlik ve Elektrikli Araçlarda İletişim Teknolojileri, Yakın Gelecekteki İnsanlı ve İnsansız Öğrenen Elektrikli Araçlarda Trafik Kaos Yonetimi ve İnsan Faktörü, gibi konulard çalışmalar devam etmektedir. Organize ettiğimiz 23 Eylül 2016 tarihinde Üniversitemizde yapılan “Elektrikli Araçlar ve Yeni Teknolojiler Çalıştayı”nda proje kapsamı dışında yapılmakta olan bu konulara da proje ekibimiz tarafından bilgiler verilerek sunular yapılmıştır