Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2024 / Cilt: 39 Sayı: 1

Elektrikli otomobillerde sürüş konforu için optimal batarya konumlarının lineer olmayan bir yarım taşıt süspansiyon modeli kullanılarak belirlenmesi

Determination of optimal battery locations for ride comfort in electric automobiles using a nonlinear half-vehicle suspension model

Sayfa
339–350
Yayın Tarihi
2023-08-21
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Gerçekleştirilen 5184 analiz neticesinde optimal batarya konumunun 0,2 ila 5 m arasındaki dalga boylarına sahip yol profilleri için aracın orta kısmı; 10 ila 30 m arasındaki dalga boylarına sahip yol profilleri içinse aracın arka kısmı olduğu görülmüştür.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Batarya elektrikli araçların ağırlığına katkıda bulunan en büyük kalemlerden biridir ve konumu süspansiyon sisteminin performansını doğrudan etkilemektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Sinüzoidal formda 48 farklı yol profili ve 3 farklı ilerleme hızı ile toplamda 144 farklı sürüş senaryosu oluşturulmuş ve her bir senaryo için aracın boylamasına ekseni boyunca 36 batarya konumu test edilerek optimal olanı bulunmuştur.
💡
Sonuç & Katkı:Gerçekleştirilen 5184 analiz neticesinde optimal batarya konumunun 0,2 ila 5 m arasındaki dalga boylarına sahip yol profilleri için aracın orta kısmı; 10 ila 30 m arasındaki dalga boylarına sahip yol profilleri içinse aracın arka kısmı olduğu görülmüştür.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Elektrikli otomobil · sürüş konforu · süspansiyon doğrusalsızlıkları

Özet

Batarya elektrikli araçların ağırlığına katkıda bulunan en büyük kalemlerden biridir ve konumu süspansiyon sisteminin performansını doğrudan etkilemektedir. Bu makalenin amacı tekerlek içi motorlu elektrikli otomobillerde sürüş konforu açısından optimal batarya konumlarının lineer olmayan bir taşıt süspansiyon modeli kullanılarak belirlenmesidir. Analizlerde tüm yay ve amortisörlerin lineer karakteristiklerine ilaveten kübik doğrusalsızlıklarının da hesaba katıldığı yedi serbestlik dereceli bir yarım taşıt süspansiyon modeli kullanılmıştır. Modelde yay ve amortisör doğrusalsızlıklarına ek olarak tüm trigonometrik doğrusalsızlıklar da dikkate alınmıştır. Sinüzoidal formda 48 farklı yol profili ve 3 farklı ilerleme hızı ile toplamda 144 farklı sürüş senaryosu oluşturulmuş ve her bir senaryo için aracın boylamasına ekseni boyunca 36 batarya konumu test edilerek optimal olanı bulunmuştur. Optimizasyon kriteri, sürücü ve koltuğunun dikey ivmesinin kök ortalama kare değerinin minimizasyonudur. Gerçekleştirilen 5184 analiz neticesinde optimal batarya konumunun 0,2 ila 5 m arasındaki dalga boylarına sahip yol profilleri için aracın orta kısmı; 10 ila 30 m arasındaki dalga boylarına sahip yol profilleri içinse aracın arka kısmı olduğu görülmüştür.

Abstract

Battery is one of the largest contributors to the weight of electric vehicles, and its location directly affects the performance of the suspension system. The aim of this article is to determine the optimal battery locations for ride comfort of in-wheel-motor electric automobiles using a nonlinear vehicle suspension model. In the analyses, a seven-degree-of-freedom half-vehicle suspension model was used, in which cubic nonlinearities of all springs and dampers are taken into account in addition to their linear characteristics. In addition to spring and damper nonlinearities, all trigonometric nonlinearities are also considered in the model. Totally 144 different driving scenarios were generated with 48 different sinusoidal road profiles and 3 different travel speeds, and for each scenario by testing 36 battery locations along the vehicle’s longitudinal axis, the optimal one was found. The optimization criterion is the minimization of the root-mean-square of the vertical acceleration of the driver and seat. As a result of the 5184 analyses carried out, it has been seen that the optimal battery location is the middle of the vehicle for road profiles with wavelengths between 0.2 and 5 m, whereas the rear of the vehicle for road profiles with wavelengths between 10 and 30 m.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZDEMİR, M., ERDOĞAN, E. O. (2023). Elektrikli otomobillerde sürüş konforu için optimal batarya konumlarının lineer olmayan bir yarım taşıt süspansiyon modeli kullanılarak belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 39 Sayı: 1, 339–350. https://ajindex.com/articles/958631

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Jena R., An empirical case study on Indian consumers' sentiment towards electric vehicles: A big data analytics approach, Industrial Marketing Management, 90, 605-616, 2020.
  2. Harrison R.M., Vu T.V., Jafar H., Shi Z., More mileage in reducing urban air pollution from road traffic, Environ. Int., 149, 106329, 2021. United States Environmental Protection Agency (EPA). Fast Facts: U.S. Transportation Sector Greenhouse Gas Emissions, 1990-2019. Office of Transportation and Air Quality, EPA-420-F-21-076, December 2021.
  3. Ajanovic A., Haas R., On the economics and the future prospects of battery electric vehicles, Greenhouse Gases Sci. Technol., 10 (6), 1151-1164, 2020.
  4. Sharma S., Agarwal S., Jain A., Significance of hydrogen as economic and environmentally friendly fuel, Energies, 14 (21), 7389, 2021.
  5. Alimujiang A., Jiang P., Synergy and co-benefits of reducing CO2 and air pollutant emissions by promoting electric vehicles—A case of Shanghai, Energy Sustainable Dev., 55, 181-189, 2020.
  6. Shafique M., Azam A., Rafiq M., Luo X., Life cycle assessment of electric vehicles and internal combustion engine vehicles: A case study of Hong Kong, Research in Transportation Economics, 91, 101112, 2022.
  7. Choma E.F., Evans J.S., Hammitt J.K., Gómez-Ibáñez J.A., Spengler J.D., Assessing the health impacts of electric vehicles through air pollution in the United States, Environ. Int., 144, 106015, 2020.
  8. Yao J., Zhang Y., Yan Z., Li L., A group approach of smart hybrid poles with renewable energy, street lighting and EV charging based on DC micro-grid, Energies, 11 (12), 3445, 2018.
  9. Hua X., Thomas A., Shultis K., Recent progress in battery electric vehicle noise, vibration, and harshness, Sci. Prog., 104 (1), 368504211005224, 2021.
  10. Pardo-Ferreira M. del C., Rubio-Romero J.C., Galindo-Reyes F.C., Lopez-Arquillos A., Work-related road safety: The impact of the low noise levels produced by electric vehicles according to experienced drivers, Saf. Sci., 121, 580-588, 2020. International Energy Agency (IEA). Global EV Data Explorer. https://www.iea.org/articles/global-ev-data-explorer. Yayın tarihi Nisan 29, 2021. Erişim tarihi Mayıs 20, 2022.
  11. Çabuk, A.S., Sağlam, S., Üstün, Ö., Investigation on efficiency of in-wheel BLDC motors for different winding structures, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34 (4), 1975-1985, 2019.
  12. Kurnaz Araz H., Yilmaz M., Design procedure and implementation of a high-efficiency PMSM with reduced magnet-mass and torque-ripple