1 boyutlu simülasyon ile ağır vasıta soğutma sistemi performans analizi ve optimizasyonu
Heavy duty vehicle cooling system performance analysis and optimization with 1d simulation
- Tez No: 953385
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ORKUN ÖZENER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Araçların tahrik sistemleri, işlevsel olarak görevlerini yerine getirirken oluşan atık ısıyı uzaklaştırmak, farklı optimum çalışma sıcaklık aralıklarına sahip alt sistemleri ve komponentleri bir arada bulundurmak için soğutma sistemlerine ihtiyaç duyarlar. Yüz yılın üzerinde bir süredir konvansiyonel yakıtların kullanıldığı içten yanmalı motorlarla tahrik edilen araçlar için tasarlanan soğutma sistemleri artık yeni nesil elektrifikasyon aplikasyonları için yetersiz kalmaktadır. Bu sebeple daha yoğun soğutma performansına sahip ve düşük sıcaklarda soğutma sağlayabilen HVAC üniteleri mevcut sistemlere dahil edilmiştir. Yapılan çalışmada seri hibrit tahrik sistemine sahip bir aracın konvansiyonel soğutma hattına eklenen batarya soğutmasının pratikte mümkün olamayacağı gösterilmiştir. Bu duruma çözüm olarak kovansiyonel soğutma sistemi ve klima ünitesi aynı anda kullanılarak hibrit tahrik sisteminin komple soğutulması sağlanmıştır. AMESIM 1B analiz programında kurulan soğutma çevrimi modeli ile koşulan transient analizler sonucunda hedef sıcaklık değerlerinin yakalandığı, sistem üzerinden uzaklaştırılması gereken fazla ısının başarıyla atıldığı gösterilmiştir. Kurulan modelde bağımsız bir devre olan“refrigerant cooling”hattı bir adet“chiller”soğutucu ile ana devreye bağlanmıştır ve batarya soğutucu plakadan geçen R134A ile operasyonuna devam etmesi sağlanmıştır. Modelde sadece batarya soğutmasının detayları değil, içten yanmalı motorun bulunduğu“yüksek sıcaklık soğutma hattı”ve diğer elektrikli / elektronik komponentlerin soğutulduğu“düşük sıcaklık soğutma hattı”da performans analizine tabi tutulmuştur. Burada temel olarak anlatılmak istenen; farklı çalışma sıcaklığına sahip komponentler farklı devreler üzerinde konumlandırılarak soğutma yapılmalıdır. Çok farklı sıcaklara sahip komponentler birlikte soğutulmak istendiğinde termodinamik denge optimum noktada kurulamamaktadır ve tahrik sistemi sağlıklı bir şekilde çalışmasına engel olmaktadır. Benzer çalışmalardan farklı olarak soğutma mimarisinin 1 boyutlu modellemesinde“Bond Graph”teorisini temel alan AMESIM programının kullanılması, bu sayede güç – enerji değişiminin hesaplanarak soğutma yükü oluşturan alt sistem ve komponentlerin uygun şartlarda, seçilen soğutma sistemi tarafından soğutulabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Vehicles require cooling systems to dissipate waste heat generated during the functional operation of their powertrains and to accommodate subsystems and components with different optimal operating temperature ranges. Cooling systems designed for vehicles powered by internal combustion engines using conventional fuels for over a century are now inadequate for electrification applications. Therefore, HVAC units with higher cooling performance and capable of operating at lower temperatures have been integrated into current systems. This study demonstrates that integrating battery cooling into the conventional cooling of a series hybrid vehicle is not feasible. Accordingly, the conventional cooling system and the air conditioning unit were operated simultaneously to achieve comprehensive thermal management of the hybrid drive system. Through transient analyses conducted using a cooling cycle model built in the AMESIM 1D simulation software, it was shown that the target temperature values were achieved and excess heat was successfully removed from the system. In the developed model, an independent“refrigerant cooling”circuit was connected to the main loop via a single chiller unit, and R134A refrigerant was used to maintain battery operation through a battery cooling plate. The model includes not only the detailed battery cooling but also analyzes the performance of the“high-temperature cooling circuit”used for the internal combustion engine and the“low-temperature cooling circuit”used for other electrical/electronic components. The main point highlighted here is that components with different operating temperatures must be placed on separate circuits for effective cooling. Unlike similar studies, this work utilizes the AMESIM software, which is based on the Bond Graph theory, for one-dimensional modeling of the cooling architecture. This approach enables the calculation of power and energy exchange, demonstrating that subsystems and components contributing to the cooling load can be effectively cooled under appropriate conditions by the selected cooling system.
Benzer Tezler
- Dizel motor silindir devre dışı bırakma teknolojisinin farklı sürüş çevrimleri boyunca araç yakıt tüketimine etkisinin incelenmesi
Investigation the effect of diesel engine cylinder deactivation technology on vehicle fuel consumption through different driving cycles
ADEM ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ DOĞRU
- Estetik, hafif ve yeni nesil ağır hizmet tipi çelik köprü otokorkuluk sistemi geliştirilmesi
Development of an aesthetic, lightweight and new generation heavy containment level steel bridge rail
MEHMET ONUR ÖZTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN ATAHAN
- Mathematical modeling of NOx and soot emissions for diesel engines
Dizel motorlarda NOx ve is emisyonlarının matematiksel modellenmesi
RÜŞTÜ TAYLAN YARAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM SORUŞBAY
- Effect of CDC concept on the design parameters of a heavy duty PPCI engine by use of multidimensional modeling
Bir ağır iş PPCI motorunun tasarım parametrelerine CDC kavramının etkisinin çok boyutlu modelleme kullanılarak incelenmesi
MUSTAFA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2009
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ZAFER GÜL
- Comparison of the simulation and the test values of a leaf spring
Yaprak yayın test sonuçları ve simülasyon modelinin karşılaştırması
EMRE TANAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT EKİCİ