Elektrikli Arabalar

Elektrikli Otomobiller

Gelişmiş teknolojileri sayesinde elektrikli otomobil motorları, içten yanmalı türdeşleriyle kıyaslandığında %90 daha az hareketli parçayı bünyesinde barındırırlar. Doğru akım ile çalışan türleri de olmasına rağmen elektrikli araç üreticileri çoğunlukla alternatif akımlı versiyonları tercih etmektedir. Sessiz çalışmasından ötürü hiçbir zaman gürültü kirliliği yaratmayan motor ile tekerlekler arasındaki enerji transferini ise güç aktarım üniteleri gerçekleştirir. Bu durum, performans açısından da en önemli farktır. Özellikle benzinli ve dizel modellerle kıyaslandığında gücünü yalnızca elektrik enerjisinden alan otomobiller çok daha kısa sürede yüksek devirlere çıkabilmektedirler. Bu sayede sürücüler, çok daha keyifli sürüş deneyimi yaşama olanağı bulur.

Elektrikli Arabalar Nelerdir?

Elektrikli araçlar bataryalarının türlerine göre farklı sınıflara ayrılır. Bu doğrultuda, güncel olarak dört farklı elektrikli araç tipi bulunur:

  1. Hybrid (hibrit) araçlar
  2. Plug-in hybrid araçlar
  3. Bataryalı elektrikli araçlar
  4. Yakıt hücresi araçları

Hybrid Ne Demek?

Hybrid (hibrit) kelimesi, iki farklı türün özelliklerini bir arada taşıyan melezlenmiş madde veya ürünler için kullanılır. Farklı pek çok sektörde kullanılan bu terim, iki farklı türün en iyi özellikleri alınarak daha verimli yeni türler elde etme amacını taşır.

1, Hibrit (Hybrid) Otomobil

Hibrit araba, akaryakıt ve elektrik enerjisinin bir arada kullanılabildiği araç türünü ifade eder. Bu araçlarda, türlerine göre sadece akaryakıt veya hem akaryakıt hem de şarj girişi olabilmektedir.

Hibrit ( Hybrid ) Otomobiller (HEV)

Hibrit elektrikli otomobillerde hem içten yanmalı motor hem de elektrik motoru bulunmaktadır. Üstelik motorlar hem dönüşümlü hem de aynı anda çalışabilirler. Kalkış ve hızlanma gibi araç yakıt kullanımının üst seviyelerde olduğu durumlarda elektrik motoru devreye girerek fosil yakıt tüketimini minimum seviyeye indirmektedir. Motorların dönüşümlü olarak çalışması otomatik olarak yapılabildiğinden verimlilik artışı görülmekte ve sürücüye kolaylık sağlanmaktadır.

Çalışma Prensibi: HEV’ler, içten yanmalı motorlarla birlikte elektrik motorlarını kullanarak çalışırlar. Bu araçlar, kısa mesafelerde sadece elektrik motoruyla veya düşük hızlarda çalışırken içten yanmalı motorla birlikte çalışarak daha yüksek hızlarda veya daha yüksek güç gerektiren durumlarda geçiş yaparlar.

Batarya Depolama: Tipik olarak HEV’ler, batarya paketleri kullanarak elektrik enerjisini depolarlar. Bu bataryalar, frenleme ve decelerasyon sırasında geri kazanılan enerjiyi depolamak için kullanılır ve araç daha sonra elektrik motoru tarafından kullanılmak üzere bu enerjiyi kullanır.

Şarj İhtiyacı Yok: HEV’lerin bataryaları sürücü tarafından şarj edilmez. Bunun yerine, araç kendi enerjisini içten yanmalı motor ve frenleme sırasında geri kazanılan enerji ile yeniler.

Yakıt Ekonomisi ve Emisyonlar: HEV’ler, içten yanmalı motor ve elektrik motorunun entegrasyonu sayesinde daha iyi yakıt ekonomisi sağlarlar. Bu da daha az yakıt tüketimi ve daha düşük emisyonlar anlamına gelir.

Hibrit otomobillerin iki farklı çeşidi vardır: Hafif hibrit (MHEV) ve plug-in hibrit (PHEV) otomobiller.

Hafif Hibrit Otomobiller (MHEV)

Hafif hibrit bir otomobilde elektrikli motor, yanmalı motoru destekler. Özellikle kalkış sırasında çok miktarda yakıt tüketildiğinde devreye girer ve hızlanma sırasında motorun gücünü artırmaya yarar.

MHEV’ler, genellikle 48 voltluk bir elektrik sistemine sahiptirler ve bu sistem, aracın güç aktarımı ve yardımcı sistemlerini destekler. Bu sistem, otomobilin başlatma, dur-kalk fonksiyonları ve enerji yeniden kazanımı gibi işlevleri yönetmektedir. Genellikle bu tür sistemler, otomobilin yakıt tüketimini azaltmak ve egzoz emisyonlarını düşürmek için tasarlanmıştır.

MHEV’ler, tam hibrit araçlara kıyasla daha hafif bir elektrik motoru sistemi kullanırlar ve bu nedenle daha küçük bir elektrikli menzile sahiptirler. Ancak, içten yanmalı motorlarla entegre edilmiş hafif bir elektrikli sistemin avantajı, yakıt verimliliğini artırmak ve emisyonları azaltmak için mevcut teknolojiyi kullanmaktır.

Bu tür hafif hibrit teknolojisi, otomobil endüstrisinde sürdürülebilirlik ve çevre dostu araçlar konusunda bir adım olarak giderek daha fazla popülerlik kazanmaktadır.

2. Plug-in Hybrid Otomobiller (PHEV)

Fişli hibrit olarak da bilenen plug-in hibrit elektrikli otomobillerde (PHEV) hem içten yanmalı hem de elektrikli motor bulunur. Bu motorların her biri otomobili kendi başına çalıştırabilir. Bu otomobiller, enerji kaynağı olarak geri kazanımlı frenlemeyi kullandıkları gibi; bataryanın yeniden şarj edilmesi için bir prize de bağlanabilir.

Çalışma Prensibi: PHEV’ler, içten yanmalı motorlarla birlikte elektrik motorlarını kullanarak çalışırlar. Ancak, bu araçlar, şarj edilebilir batarya paketleri aracılığıyla elektrik enerjisini depolarlar ve sürücü tarafından şarj edilebilirler. Elektrik motorları, tamamen elektrik modunda kullanılabildiği gibi içten yanmalı motorla birlikte de çalışabilir.

Şarj Edilebilir Batarya: PHEV’lerin batarya paketleri, harici bir güç kaynağından (ev prizinden veya şarj istasyonundan) şarj edilebilir. Bu bataryalar, aracın sadece elektrikle çalışmasını sağlayacak kadar enerji depolayabilirler.

Elektrik Menzili: PHEV’lerin elektrik menzili, modelden modele farklılık gösterebilir. Ancak, şarj edilebilir batarya paketleri sayesinde, birçok PHEV belirli bir menzilde sadece elektrikle çalışabilir. Bu, kısa mesafelerde sıfır emisyonla sürüş yapma imkanı sağlar.

Yakıt Ekonomisi ve Emisyonlar: PHEV’ler, içten yanmalı motor ve elektrik motorunun entegrasyonu sayesinde daha iyi yakıt ekonomisi sağlarlar. Şarj edilebilir batarya paketleri sayesinde, kısa mesafelerde sadece elektrikle çalışabilirler, bu da daha düşük emisyonlar ve daha az yakıt tüketimi anlamına gelir.

3. Bataryalı Elektrikli Araç

Bataryalı elektrikli araçlar, elektrik motoruna güç vermek ve tekerlekleri döndürmek için bataryasında yüklü olan enerjiyi kullanan otomobillerdir. Depolanan enerji tükendiğinde, batarya bir duvar prizi ya da özel bir şarj ünitesi yardımıyla yeniden doldurulur. Bu araçlar, benzin veya mazot ile çalışmadıkları için “tamamen elektrikli” araçlar olarak kabul edilir. Egzozu bulunmayan bataryalı elektrikli araçlar, bu açıdan çevre ile en barışık otomobil türleridir. Güneş veya rüzgâr enerjisi ile şarj edilebilme imkânı sayesinde ise ülkelere mali ve ekolojik olarak büyük katkılar sağlayabilmektedir.

4. Yakıt Hücresi Araçları

Yakıt hücresi araçları, elektrik motoruna güç vermek için hidrojen gazı kullanan taşıtlardır. Yakıt hücresine sahip olan arabalar ve kamyonlar -benzinli veya dizel araçların aksine- elektrik üretmek için hidrojen ve oksijeni birleştirir. Tamamen elektrikle çalıştıkları için EV olarak kabul edilseler de bu araçlarda şarj dolumu değil, farklı bir yakıt ikmali işlemi yapılmaktadır.

Hidrojen gazının elektriğe dönüştürülmesi sırasında motor sadece su ve ısı üretir. Bu nedenle yakıt hücresi araçları, sürüş esnasında herhangi bir egzoz salınımı yapmaz. Ancak hidrojenin kendisinin üretilmesi, sera gazı emisyonları da dahil olmak üzere farklı düzeylerde çevre kirliliğine yol açabilir. Buna rağmen yakıt hücresi araçları, benzinli ve dizel araçlara göre yüzde 30 daha az emisyon yaratır.

Elektrikli Arabaların Ana Parçaları

Hemen hemen tüm elektrikli otomobil tiplerinde temel unsurlar şu şekildedir:
Elektrikli Arabalar

Batarya Paketi (A)

Batarya paketinin elektrikli araçlardaki işlevi, elektrik enerjisini doğru akım (DC) olarak depolama görevidir. Kontrolörden motorun çalışması konusunda bir sinyal aldığında batarya sistemi, DC elektrik enerjisini invertöre aktarır.

Batarya paketi, yeniden şarj edilebilir pil hücrelerinin bileşiminden oluşur. Elektrikli araç bataryalarını oluşturan pillerin çeşitli türleri vardır. Ancak en yaygın kullanılan, lityum iyon pil türüdür. Yakın gelecekte daha yüksek kapasiteli, daha hafif pil türlerinin kullanılması beklenmektedir.

İnvertör (B)

İnvertör, batarya üzerindeki doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştürmek için çalışır ve çevirdiği enerjiyi kontrolörün direktifleri doğrultusunda elektrik motoruna gönderir. Ek olarak invertör, rejeneratif frenleme sırasında elde edilen AC akımını DC akımına çevirerek bataryayı şarj etme işlevine de sahiptir. Bazı elektrikli otomobil modellerinde kullanılan invertörler, çift yönlüdür.

Kontrolör (C)

İçten yanmalı motora sahip araçlarda Elektronik Kontrol Ünitesi ECU ile aynı işleve sahip kontrolörün ana işlevi, batarya ve invertörden gelen elektrik enerjisini elektrik motor veya motorlarına doğru bir şekilde aktarmak ve çalışma sürecini düzenlemektir. Kontrolör, emirleri sürücünün kontrolünde olan güç pedalından alır.  Bu pedal, motora iletilecek olan frekans değişimini veya voltaj değişimini ve aynı zamanda otomobilin hızını belirler.

Kısaca, bu ünite, batarya tarafından sağlanan elektrik enerjisinin akışını yöneterek, elektrik motorunun hızını ve ürettiği torku kontrol eder. Bu bileşen, tam olarak elektrikli otomobilin nasıl çalışacağını belirleyen elektronik beyindir.

Elektrik Motoru (D)

Kontrolörün ilettiği elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren elektrik motorları, şanzıman aracılığıyla tekerlekleri döndürerek aracın hareket etmesini sağlayan ana unsurdur. Tam (HEV) ve şarş edilebilir (PHEV) hibrit otomobillerde de benzer bir elektrik motoru vardır ve belli hızlarda aracı bu motorlar taşır. Bazı elektrikli otomobillerde ise içten yanmalı bir motor olduğu halde, bu motorlar aracın hareketini sağlamaz, sadece bataryayı şarj etmek için jeneratör görevi üstlenirler. Elektrikli otomobillerde kullanılan elektrik motorunun tipi genellikle BLDC (fırçasız DC) motordur.

Elektrikli Araçın Diğer Bileşenleri

Şarj cihazı (E): Şarj cihazları, elektrik şebekesi veya güneş enerjisi panelleri gibi dış kaynaklardan elektrik alarak bataryayı şarj etme görevini üstlenirler. AC elektrik DC elektriğe dönüştürülür ve daha sonra bataryada depolanır. 2 tip elektrikli araç şarj cihazı vardır.

  • Yerleşik şarj cihazı: Araca monte edilir. (Genellikle tercih edilen cihazdır.)
  • Harici şarj cihazı: Araca monte edilmemiştir, dışarıdan bağlantı sağlanarak kullanılır.

Şanzıman (F): ICE tipi konvansiyonel araçlardakinden daha az karmaşık bir sisteme sahiptir. Tekerlekleri tahrik etmek için elektrik motorundan gelen mekanik gücü aks bağlantısıyla tekerleklere aktarır.

DC/DC İnvertör (G): Bataryadan gelen yüksek voltajlı DC gücünü, araç içi elektrikli aygıt ve ışıkları çalıştırmak için kullanılan ek aküye düşük voltajlı DC elektrik göndererek şarj eder.

Ek Akü (H): Elektrikli araçlarda ana bataryaya ek olarak daha düşük kapasiteli bir akü bulunur. Bu akü, araçta kullanılan elektrikli aygıtlara ve ışıklara enerji sağlar.

Termal Sistem – Soğutma (I): Bu sistem; batarya, elektrik motoru, güç elektroniği ve diğer bileşenlerin uygun bir çalışma sıcaklığı aralığında kalmasını sağlar.

Şarj Girişi (J): Batarya paketini şarj etmek için aracın harici bir güç kaynağına bağlanmasını sağlayan prizdir.

Elektrikli Araçlarda Bulunan Kontrol Sistemleri

  1. Motor kontrol sistemi: Bu sistem elektrikli araçlar için hayati öneme sahip olan elektrik motorunun çalışmasını yönetiyor. Motor kontrol sistemi motorun hızını, torkunu ve gücünü kontrol ederek aracın performansını optimize ediyor.
  2. Batarya yönetim sistemi: Batarya yönetim sistemi aracın bataryasını izliyor ve kontrol ediyor. Bu sistem sıcaklığı, voltajı, akımı ve diğer parametreleri takip ederek bataryanın güvenli ve verimli bir şekilde çalışmasını sağlıyor.
  3. Şarj kontrol sistemi: Elektrikli araçlarda şarj kontrol sistemi, şarj akımını ve voltajını kontrol ederek bataryanın doğru bir şekilde şarj olmasını sağlıyor.
  4. Fren enerjisi geri kazanım sistemi: Fren enerjisi geri kazanım sistemi isminden de anlaşılabileceği üzere elektrikli araçlarda fren yapınca ortaya çıkan kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için çalışıyor. Bu sistem, frenleme sırasında oluşan enerjiyi bataryaya geri kazandırarak aracın menzilini artırıyor ve enerji verimliliği sağlıyor.
  5. Sürüş kontrol sistemi: Sürüş kontrol sistemi, aracın sürüş dinamiklerini kontrol ediyor. Bu sistem gaz ve fren pedallarının tepkilerini yönetiyor, sürüş modlarını ayarlıyor ve aracın sürüş performansını optimize ediyor.
  6. Güvenlik sistemleri: Elektrikli araçlarda kullanılan kontrol sistemleri arasında çeşitli güvenlik bileşenleri de bulunuyor. Örneğin; hava yastıkları, anti-blokaj fren sistemi (ABS), elektronik stabilite programı (ESP) gibi sistemler, aracın güvenliğini ve yolcuların korunmasını sağlıyor.

Elektrikli Araçlarda Kontrol Bileşenleri

  1. Elektronik kontrol ünitesi (ECU): Elektronik kontrol ünitesi, elektrikli araçların kontrol sistemlerinin tamamını yöneten merkezi bilgisayar birimi. Motor kontrolü, batarya yönetimi, şarj kontrolü, fren enerjisi geri kazanımı ve diğer tüm fonksiyonlar bu ünite tarafından kontrol ediliyor.
  2. Gaz pedalı sensörü: Bu sensör sürücünün gaz pedalına uyguladığı hareketleri algılayarak elektrik motorunun gücünü ve hızını kontrol ediyor.
  3. Frenleme sistemi: Elektrikli araçlarda kullanılan rejeneratif frenleme sistemi, frenleme sırasında oluşan kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürüyor. Bu sistemin kontrol üniteleri, fren enerjisinin geri kazanımını yönetiyor.
  4. Şarj bağlantı kontrolü: Bu kontrol bileşeni elektrikli araçların şarj edildiği bağlantı noktalarını kontrol ediyor. Şarj kablosunun takılı olup olmadığını ve aracın güvenli bir şekilde şarj edilip edilmediğini denetliyor.
  5. Termal yönetim sistemi: Termal yönetim sistemi, elektrikli aracın batarya ve motorunun sıcaklığını kontrol ediyor. Bu sistem soğutma ve ısıtma sistemlerini yöneterek elektrikli araç bileşenlerinin aşırı ısınmasını önlüyor.

Benzer Yazılar

YAZAR : Admin

- Elektronik Mühendisi - E.Ü. Tıp Fakültesi Kalibrasyon Sorumlusu Test kontrol ve kalibrasyon sorumlu müdürü (Sağ.Bak. ÜTS) - X-Işınlı Görüntüleme Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı (Sağ.Bak.) - Usta Öğretici (MEB) - Hatalı veya kaldırılmasını istediğiniz sayfaları diyot.net@gmail.com bildirin

BU YAZIYI DA İNCELEDİNİZ Mİ ?

Google ile Şirket batırma taktikleri : Huawei

Google, Huawei’nin ABD hükûmeti tarafından kara listeye alınmasının arkasından Huawei kullanıcılarının Android işletim sistemine olan …

Bir yanıt yazın