Asenkron motor ile sürülen elektrikli aracın modellenmesi

Abstract

Elektrikli Araçların önemi otomotiv endüstrisindeki gelişmelere paralel temiz enerji kaynağı ve enerji verimliliği üzerine yapılan çalışmalardan dolayı hızla artmıştır. Elektrikli Araçlardaki uygun sistem yapılandırması sonucunda bölgenin koşulları ve bataryadaki yeni gelişmeler kullanılarak gürültüsüz, egzoz emisyonsuz ve çevre ile dost yeni tip araçlar ortaya çıkmaktadır.Bu çalışmada bir Elektrikli Araç, Matlab programı ile modellenmiştir. Sistemde batarya olarak Li-iyon batarya ve elektrik makinası olarak bir Asenkron Makina kullanılmıştır. Burada aynı elektrik makinası hem motor hem de jeneratör olarak görev yapmaktadır. Elektrik makinası jeneratör modunda çalıştığı zaman frenleme esnasında kaybedilen enerji kısmen geri kazanılmaktadır. Elektrik makinasının kontrolünde iyi ve başarılı sonuçlar veren Alan Yönlendirmeli Kontrol (FOC) metodu uygulanmıştır.Elektrikli araçta havanın sürtünme kuvveti, yuvarlanma sürtünme kuvveti, yokuş direnci kuvveti ve hızlanma (ivmelenme) kuvveti modellenmiştir. Ayrıca elektrik makinasının momenti ile bu kuvvetler arasındaki hesaplamalar tekere aktarılarak güç dönüşümleri yapılmıştır. Enerji tüketimi; SOC (State of Charge) ve enerji kazanımlarında yol ve hız durumlarına göre incelenmiştir.Oluşturulan modellemede elektrikli aracın hızı geleneksel PI ve Bulanık Mantık Kontrol metotları ile kontrol edilmiştir. Özellikle şarj durumu ve bataryadaki enerji değişimi durumları incelenmiş ve bulanık mantık kontrol yönteminin PI kontrol yönteminden daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. PI kontrolde salınımlardan kaynaklanan mevcut hatalar bulanık mantık kontrolde ortadan kalkmıştır. Ayrıca elde edilen simülasyon sonuçlarına göre anlık hız değişimlerinde bulanık mantık kontrol metodunun daha iyi bir performans sergilediği saptanmıştır. Bataryadaki enerji tüketiminin dur-kalk ve yokuş aşağı-yukarı durumlarına göre de anlık değiştiği gözlemlenmiştir.Anahtar Sözcükler : Asenkron motor, alan yönlendirmeli kontrol, elektrikli araç

The importance of electric vehicles has increased rapidly in the automotive industry parallel to search on need sources of clean energy and efficient use of the energy. If the appropriate system configuration is selected by examining the road conditions of the region and new developments in batteries, electric vehicles are more successful comparing to conventional vehicles in terms of today?s concerns about the environment, particularly noise and exhaust emissions.In this study, the electric vehicle was modeled by Matlab Programming. Li-ion battery and an induction motor have been used as battery and electric motor, respectively. The same electric motor has used as generator. The lost energy is partly recovered during braking of the electric vehicle in generating mode of electric motor. The electric motor has controlled by field oriented control that is used for giving good and successful results in control of electric motor.The forces were modeled which are rolling resistance, aerodynamics drag, hill climbing resistance and linear acceleration forces. Furthermore the relations modeled between torque of electric motor and these forces. Additionally the relations have been modeled between the electric motor and transformations of the motor torque into the force in the wheels. The energy consumption has been analyzed in the state of the battery charge and energy recovery in common road and velocity change conditions, respectively.The speed of the electric vehicle was controlled with conventional PI Control and Fuzzy Logic Control methods in created modeling. Especially State of Charge (SOC) and change of the energy statements on battery package were analyzed. According the results of simulation the Fuzzy Logic Control method was determined given better results than the PI Control method. In addition, the Fuzzy Logic Control method was exhibited good performance in changes of instantaneous velocity.Consequently, energy consumption of the battery pack is changed in repeated start-stop and up/down hill conditions on this model.Keywords : Induction motor, field oriented control, electric vehicle