Mikromobilite sektörü gün geçtikçe büyüyen ve yeni ürünlerle tasarımların çeşitlendiği bir sektördür. Bu sektörde bireysel ulaşım, paylaşımlı ulaşım, son mesafe teslimatları vb. farklı modlar yer almaktadır. Bu sebeple araç bileşenlerinin görevlerini yerine getirebilecek güç ve verimlilikte seçilmesi gerekmektedir. Bu görevlerin yerine getirilirken aracın güç kaynağı olan elektrik motorunun doğru seçimi büyük önem kazanmaktadır. Hızla değişen ve gelişen sektörde kısa zamanda uygun ürün seçimi elzem hale gelmektedir. Sektörde bu problemi çözüm için dijital ikiz kavramı kullanılmaya başlanmıştır. Dijital ikiz kavramı, bir nesnenin veya sistemin sanal bir replikasının oluşturulmasıyla ilgilidir; bu replika, davranışını, özelliklerini ve performansını doğru bir şekilde taklit eder. Mevcut teknolojik ortamda, dijital ikiz (DT) teknolojisi elektrikli araçların (EV’ler) alanında kilit bir rol oynamaktadır. Bu sanal replika, gerçek dünya elektrikli araçlara özgü performans metriklerini ve enerji tüketimi desenlerini ustaca kopyalar, aynı zamanda mekanik ve elektriksel yönleri içeren işletimsel dinamikleri de kapsar. Dijital ikizlerin (DT’ler) kavramı hem bilimsel araştırma hem de pratik uygulama açısından önemli bir öneme sahiptir, çünkü tasarım, prototip oluşturma, üretim, hizmet ve imha gibi çeşitli aşamalardan oluşan yaşam döngüsünü kapsamaktadır. Sonuç olarak, dijital ikiz, teknoloji ve veri birleşiminde değer zincirlerinde kilit bir unsur olarak ortaya çıkmış, endüstriyel üretim hatlarının etkin bir şekilde tasarlanmasını sağlarken maksimum performansı garanti etmiştir.
Bu çalışmanın motivasyonu, elektrikli araçlarda kullanılan güç aktarma sistemlerinin enerji verimliliğini artırmak ve en kritik sorunlardan biri olan menzil sorununu ele almak için yapılmıştır. Bu hedefe ulaşmak için, motor tiplerine dayalı olarak motorların elektromekanik enerji dönüşümü incelenmektedir. MATLAB & Simulink kullanılarak çeşitli tiplerde elektrik motorları modellenmiş ve enerji tüketim değerleri analiz edilmiştir. Bu çalışmada, CERYAN markasının L6e sınıfı hafif elektrikli aracının matematiksel modeli, MATLAB & Simulink ortamında bir dijital ikiz modeline aktarılmıştır. Model Tabanlı Tasarım kullanılarak, elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan motor tiplerinin simülasyon sonuçlarının gerçek dünya verileriyle uyumlu hale getirilmesi amaçlanmıştır. Bilgisayar tarafından oluşturulan modellerin farklı araç modelleriyle uyumluluğu da test edilmiştir.
Meydan Okuma
Solvaytech ekibi şehir içi elektrikli ulaşım çözümü CERYAN için MATLAB & Simulink’in dijital ikiz teknolojisinden faydalanarak daha düşük maliyetlerle motor en verimli motor seçimini yapıyor.
Çözüm
Solvaytech, CERYAN’ı şehir içi elektrikli ulaşım çözümü olarak tasarladı. Simülasyon çalışmasının test koşulları, Dünya Motosiklet Test Döngüsü (WMTC) tarafından belirlenen standartlarla uyumlu olup, gerçek dünya senaryolarını doğru bir şekilde yansıtabilmektedir. Pil paketi boyutu tipik şehir içi trafik mesafelerine dayanmaktadır. Kanıtlanmış ve çok yönlü güçlü bir modelleme aracı olan MATLAB & Simulink yazılımını kullanarak fiziksel cihaz modelleri oluşturuldu. CERYAN için en verimli motoru seçimini yaparken MATLAB & Simulink’in geniş motor model kütüphanelerinden faydalanarak piyasada yer alan farklı motor tiplerini modelleyerek kontrol etme kabiliyetine sahip oldu.
Sonuçlar
- Gelişmiş ve gerçekçi motor modelleri ile pazarda yer alan farklı motor modellerinin dijital kopyalarını oluşturmak kısa sürede tamamlandı. “PMSM ve BLDC motorlarının farklı modellerinin dijital ortamda replikalarının oluşturulmasında Simulink Motor bloklarının sunduğu gerçekçi modellerden faydalanarak verimlilik ve performans gibi kriterlerine odaklanabilme fırsatı yakaladılar.”
- Aracın modellenmesinde Simscape Blokları sayesinde tekerden bataryaya her detay gerçek hayatı simüle etmek üzere programlanabildi. “Simulink ve Simscape ortamının gerçekçi ve güçlü fiziksel modelleme altyapısı sayesinde geliştirilen dijital ikiz modeli farklı senaryolar altında test edilebilmektedir.”
- Yol testleri simülasyonu için “drive cycle source” blokunun sunduğu kolaylık WMTC testinin gerçekleştirilmesini mümkün kıldı. “Aracın, Türkiye Karayolları yönetmeliğine göre inşa edilen yollarda WMTC çevrimi için farklı eğimlerde test edilmesini sağladı.”
- Test, verifikasyon ve validasyon süreçlerinin eş değer olmasını sağladı. “MATLAB, Simulink ve Simscape içerisinde, test süreçlerinin aynı şartlar altında gerçekleştirilmesini sağladı.”
