Elektrikli araç elektronik diferansiyel denetleyici tasarımı ve performans analizi

Fosil kaynaklı enerji kaynaklarının kısıtlı oluşu ve yakın bir gelecekte bitecek olması sebebiyle ülkeler alternatif enerji kaynaklarına yönelmiştir. Enerji tüketimi sebebiyle oluşan çevre kirliliğinde büyük paya sahip olan ulaşım sektörü alternatif enerjiler üzerine çalışmaların başlatılması için temel olmuş, elektrikli ve hibrid araçlar üzerine yoğun çalışmalar başlamıştır. Bu tez çalışmasında, elektrikli araçlarda elektronik diferansiyel konusuna dikkat çekmek hedeflenmiş, denetim yaklaşımlarında performans kıyaslaması yaparak bilimsel altyapıya katkı sağlamıştır. Elektrikli araçlarda tekerleklere yerleştirilmiş fırçasız doğru akım motorunun (Brushless Direct Current - BLDC) uygun sürücü ile denetlenmesi, belirlenen sensörler yardımı ile kapalı çevrim oluşturarak tasarlanacak elektronik diferansiyel ile güvenli sürüşün yakalanması amaçlanmaktadır. Bu motorları denetleyen sürücü devreleri ve motor hız bilgisi için hız sensörleri ile akım bilgisi için akım sensörleri kullanılmaktadır. Motor sürücüler, sensörler ve doğru akım kaynağı bir haberleşme kartı ile haberleştirilerek, düzenek gerçeklenip test edilmiştir. Düzenek tasarlanırken, güvenli sürüş algoritmaları üzerine odaklanmak amacıyla hazır BLDC motor sürücü kullanılmıştır. Elektrikli araçda birden fazla fırçasız doğru akım motoru kullanılması durumu düşünüldüğünde güvenlik katsayısını arttırmak ve maksimum sürüş performansını sağlamak için her bir motora ayrı bir denetleyici ünitesi kullanılması uygun görülmüştür. Denetleyici ünitelerinin birbiri ile haberleşmesiyle motorlar eşit yüklenmiş ve elektronik diferansiyel sisteminin denetlenmesi sağlanmıştır. Motorlardan alınan akım, hız bilgilerden elde edilen PID katsayıları aracın yük durumuna göre seçilmiştir. Motorun çektiği akıma göre yük durumunu belirlenmiş, yüke uygun PID seçimi benzetimde bulanık mantık ile, deneysel verilerde de if-than algoritmasıyla seçilmiştir. Elde edilen deneysel verilerde, önerilen yüke göre PID katsayılarının belirlenmesiyle referans hıza ulaşmanın, motor devri bazında ortalama sapma değerlerinin sabit bir PID katsayısı kullanımına göre daha başarılı olduğu gözlemlenmiştir.