HCCI Menzil Arttırıcı Motor Kullanılan Seri Hibrit Bir Aracın Modellenmesi

Özet

Bu çalışmada, menzil arttırıcı olarak, homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) motorukullanılan seri hibrit bir elektrikli aracın modellemesi yapılmıştır. Araca etki eden dirençkuvvetleri ile güç aktarma organları modeli, batarya ve enerji tüketim modeli, jeneratör modeli(GENSET) oluşturularak enerji tüketiminin ve üretiminin anlık olarak izlenebilmesine imkânsağlanmıştır. Elektrik motoru (EM) ve jeneratör modeli için iki farklı alternatif akım ile çalışanEM karakteristik eğrileri kullanılmıştır. Çalışmada maksimum 320 Nm tork üretebilen Remymarkasına ait HVH250 model elektrik motorunun karakteristik özelliklerinden faydalanılmıştır.HCCI motorlar daha yüksek termik verim ve daha düşük NOx ve PM emisyonları ileçalışabilmektedirler. Bu nedenle içten yanmalı motorun modellenmesinde GM 2.0L Ecotecmotorundan deneysel olarak elde edilen bir HCCI motor haritası kullanılmıştır. Modelin testedilmesi ve enerji tüketimlerinin belirlenmesinde Yeni Avrupa Sürüş Çevrimi (NEDC) ve ABDYüksek Hız Çevrimi (US06) kullanılmıştır. Günümüzde Türkiye’de kullanılmakta olan birotomobil modelinin boyut, aerodinamik katsayı, ağırlık vb. teknik özellikleri simülasyon girdisiolarak kullanılmıştır. Bu konvansiyonel aracın yakıt tüketim değerleri ile seri hibrit elektrikli araçmodellenmesinden elde edilen şehir içi, şehir dışı, ortalama ve yüksek hızlarda kullanımına aityakıt tüketim değerlerinin karşılaştırılması yapılmıştır. HCCI motor kullanılan seri hibritelektrikli aracın, konvansiyonel araca göre, Avrupa Şehir İçi Sürüş çevrimi (ECE-15) koşulunda%45,7, Avrupa Şehir Dışı Sürüş Çevrimi (EUDC) koşulunda %2,7, karma hız eğrilerine sahipNEDC sürüş koşulunda ise %24,9 oranında yakıt tasarrufu sağladığı görülmüştür.

Abstract

In this study, modelling of a serial hybrid electric car having homogenous charge compression ignition (HCCI) engine was conducted as a range extender. With the resistance forces acting on the vehicle, the powertrain model, battery and energy consumption model, generator model (GENSET) were created to allow instant monitoring of energy consumption and production. For electric motor (EM) and generator model, EM characteristic curves, which can operate with two different alternative currents, were used. In the study, the HVH250 electric motor of Remy brand, which can produce a maximum torque of 320 Nm, has been used. HCCI engines are capable to work with higher thermal efficiency and lower NOx and PM emissions. Therefore, an HCCI engine map, which was obtained experimentally by using GM 2.0 L Ecotec engine, was used for modelling of internal combustion engine (ICE). New European Driving Cycle (NEDC) and US High Speed Cycle (US06) were used to test the model and determine the energy consumption. Technical properties such as dimensions, aerodynamic properties, weight, and so on of a conventional car that currently on the road in Turkey were used as simulation inputs. Fuel consumption values of this conventional vehicle and the values obtained from the serial hybrid electric vehicle were compared in terms of fuel consumption at urban, suburban, average, and high-speed usage. It was determined that the serial hybrid electric vehicle with HCCI engine provided fuel saving of 45,7% at European urban driving cycle (ECE-15), 2,7% at european suburban driving cycle (EUDC), and 24,9% at NEDC driving condition with mixed speed curves by comparing to a conventional vehicle.