Elektrikli scooter'larda PEM yakıt hücresi kullanarak sürüş performansının iyileştirilmesi

Günümüzde şehir içi ulaşım araçlarında kullanılan fosil yakıtların çevreye büyük zararları bulunmaktadır. Bu zararların en aza indirilmesi amacıyla yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanan ulaşım araçlarına olan talep her geçen gün artmaktadır. Yüksek enerji verimliliği, sıfır emisyon değerleri, trafik sıkışıklığına yol açmaması, zamandan tasarruf sağlaması, park sorunu olmaması ve uygun fiyatlı olması elektrikli scooter (e-scooter) kullanımını diğer ulaşım araçlarına göre daha avantajlı hale getirmiştir. Modern şehir yaşamında popüler hale gelen e-scooter'ların performansının artırılmasına yönelik yapılan çalışmalar büyük önem taşıyor. Bu çalışma ile elektrikli scooterlarda karşılaşılan bataryanın şarj ömrünün kısa olması, şarj sürelerinin uzun olması ve en önemlisi sürüş mesafesinin kısa olması gibi sorunları ortadan kaldırmayı amaçladık. Bu amaçla elektrikli bir scooterda batarya yerine geleceğin enerji kaynağı olan yakıt hücresinin kullanıldığı bir scooter benzetim modeli önerilmiştir. Ayrıca scooter modeline aküden güç alınarak rejeneratif frenleme eklendi. Sunulan her iki modelin dinamik davranışları, uzun süreli sürüş çevrimi koşullarına göre ilk kez karşılaştırılarak, bu konuda gelecekte yapılacak çalışmalar için araştırmacılara motivasyon sağlanması amaçlanmaktadır. Benzetim modelinde sürüş performansını arttırabilmek için WMTC, ECE15 ve ARTEMIS Urban sürüş çevrimleri tercih edilmiştir. Bu sürüş çevrimleri sırasında scooter modellerinin performansı karşılaştırılarak sonuçlar değerlendirildi. Üç farklı sürüş çevriminden elde edilen sonuçlardan, yakıt hücresi kullanılarak tasarlanan bir scooterın, bataryalı scooter ile karşılaştırıldığında %120'nin üzerinde menzil artışı sağlayabildiği görülüyor. Bunun yanı sıra yakıt hücresinin içten yanmalı motorlara kıyasla düşük güç yoğunluğu yavaş güç tepkisi gibi olumsuz özellikleri vardır. Bu olumsuzluk yüksek hüç yoğunluğuna sahip lityum iyon bataryalarla elimine edilebilir. Bu çalışmaya bataryada ve yakıt hücresinde meydana gelen olumsuzlukları giderecek yakıt hücresi\batarya entegrasyonundan oluşan ve gelecek için önem vadeden bir model daha önerildi. Ek olarak, kaynakları kontrol eden bir enerji yönetim sistemi kullanılmıştır. Bu sistem ile scooter'da güç kaynaklarının ayrı ayrı ve beraber kullanımı söz konusu olduğunda ortaya çıkan sistem davranışları karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir.