Selahattin Çağlar BAŞLAMIŞLI, Bayramcan İNCE

Şehiriçi hibrit otobüslerin yakıt ekonomisi iyileştirilmesi için enerji yönetim sistemi algoritmalarının tasarımı ve uyarlanabilir bir hibrit algoritmanın geliştirilmesi

Çalışma kapsamında, özgün bir yöntemle, araç takip sistemi verileri aracılığıyla şehir içi yerel sürüş çevrimlerinin belirlenmesinde kullanılabilecek bir yöntem geliştirilmiş ve sonrasında bu yöntem paralel hibrit otobüs analizinde kullanılmıştır. Bu doğrultuda, otobüs taşıtına ait güç dizini ve taşıt dinamiği modelleri sanal ortamda kurulmuştur. Elektrik-hibrit güç grubuna sahip taşıtların enerji yönetim sistemlerinin algoritmaları literatürden araştırılmış ve özellikle Eşdeğer Enerji Minimizasyon Yönteminin (EEMY) daha basit olan kural tabanlı yöntemlere göre ne miktarda fayda sağlayacağı konusunda analizler yürütülmüştür. EEMY’nin gerçek zamanlı sürüş çevrimine göre eşdeğerlilik faktörünün güncellenmesi tabanlı özgün bir yöntem geliştirilmiştir. Yöntem kapsamında, araç takip sistemlerinin kullanımı ile enerji yönetim sistemi parametrelerinin trafik yoğunluk bilgisine göre uyarlanması sağlanmıştır. Başka bir deyişle, sanal ortamda, trafiğe yeni katılan bir aracın, teorik olarak bulunduğu yol segmenti için hız zaman grafiğinin ne şekilde olacağı, yakın geçmişte bu yol segmentinde seyahat etmiş araçların araç takip sistemindeki hız-zaman verileri kullanılarak enerji sarfiyatı en aza indirilmiştir. Dolayısıyla, sürüş çevrimleri kullanılarak elde edilmiş algoritmaların kalibrasyonu araç rotası için yapılmıştır. Bu yöntem kullanılarak şehir içi sürüş çevrimlerinde % 40’a varan yakıt tüketimi tasarrufu yapmanın mümkün olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Hibrit enerji yönetim sistemleri, Uyarlanabilir EEMY (ECMS), Hibrit Otobüs

PDF

___

[1] C. L. Spash, “The Kyoto Protocol: A guide and assessment,” Environmental Values, 2001.
[2] M. Mahmoud, R. Garnett, M. Ferguson, and P. Kanaroglou, “Electric buses: A review of alternative powertrains,” Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016.
[3] McKinsey & Company, “Urban buses : alternative powertrains for Europe,” no. November, pp. 1–57, 2012.
[4] E. C. McKenzie and P. L. Durango-Cohen, “Environmental life-cycle assessment of transit buses with alternative fuel technology,” Transp. Res. Part D Transp. Environ., 2012.
[5] X. Ou, X. Zhang, and S. Chang, “Alternative fuel buses currently in use in China: Life-cycle fossil energy use, GHG emissions and policy recommendations,” Energy Policy, 2010.
[6] L. Nurhadi, S. Borén, and H. Ny, “A sensitivity analysis of total cost of ownership for electric public bus transport systems in swedish medium sized cities,” in Transportation Research Procedia, 2014.
[7] O. Topal, “Türkiye Toplu Ulaşımında Elektrikli Otobüsler,” Eur. J. Sci. Technol., no. 15, pp. 155–167, Mar. 2019.
[8] H. T. B. Sold, F. Hybrid, and E. Drive, “Strategic Analysis of Global Hybrid and Electric Heavy-Duty Transit Bus Market,” 2013.
[9] D. Göhlich, T. Fay, D. Jefferies, E. Lauth, A. Kunith, and X. Zhang, “Design of urban electric bus systems,” pp. 1–28, 2018.
[10] W. Zhou, “Driving cycle development for electric vehicle application using principal component analysis and k-means cluster: with the case of Shenyang,” vol. 105, pp. 2831–2836, 2017.
[11] J. Fu and W. Gao, “Principal Component Analysis Based on Drive Cycles For Hybrid Electric Vehicle,” 2009 IEEE Veh. Power Propuls. Conf., pp. 1613–1618, 2009.
[12] A. Galip Ulsoy, H. Peng, and M. Çakmakcı, Automotive control systems. 2012.
[13] A. Boyalı, “Hibrit Elektrikli Yol Taşıtlarının Modellenmesi Ve Kontrolü,” İstanbul Teknik Üniversitesi, 2008.
[14] J. Liu and H. Peng, “Modeling and control of a power-split hybrid vehicle,” IEEE Trans. Control Syst. Technol., 2008.
[15] C. Musardo, G. Rizzoni, and B. Staccia, “A-ECMS : An Adaptive Algorithm for Hybrid Electric Vehicle Energy Management,” pp. 1816–1823, 2005.
[16] E. Kural and B. A. Güvenç, “Predictive-Equivalent Consumption Minimization Strategy for Energy Management of A Parallel Hybrid Vehicle for Optimal Recuperation Paralel Hibrit Elektrikli Aracın , Optimal Reküperatif Frenleme i çin Öngörülü - Eşdeğer Yakit Tüketimi Minimizasyonu Start,” vol. 18, no. 3, pp. 113–124, 2015.
[17] M. Ehsani, Y. Gao, S. E. Gay, and Ali Emadi, Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles Fundamentals, Theory, and Design, vol. 39, no. 5. 2008.
[18] K. Koprubasi, “Modeling and Control of a Hybrid-Electric Vehicle for Drivability and Fuel Economy Improvements,” Thesis, 2008.
[19] Environmental Protection Agency, “New Fuel Economy and Environment Labels for a New Generation of Vehicles,” no. May 2011, p. 9, 2011.