Hafif Hibrit Elektrikli Araçlar | Sektörüm Dergisi

Hibrit elektrikli araçlar (HEV’ler), bir aküye yada direkt tekerleklere beraber yada ayrı ayrı tahrik elde eden bir elektrik jeneratörüne bağlanan bir yada daha çok elektrikli makine ile beraber içten yanmalı motorları (ICE) kullanan araçlardır.

Hibrit araçların geliştirilmesi sıkıntılı bir iştir; bundan dolayı geleneksel içten yanmalı araçlara gore daha iyi verimliliğe ve elektrikli araçlara (EV’ler) gore daha iyi bir kilometre aralığına haiz vasıta elde etmek için mekanik, elektrik ve elektronik teknolojilerin birleştirilmesi gerekir.

HEV’ler, daha minik pil paketleri kullanırken Bataryalı EV’lere kıyasla mühim seviyede daha çok menzile haizdir ve bu da onları daha uygun maliyetli hale getirir. Bundan dolayı HEV’ler, yalnızca İçten Yanmalı Motorlu (ICE) araçların yerini alacak kısa ve orta vadeli çözümler olarak değerlendirilmektedir.

HEV’lar genel olarak, Hafifçe hibrit (MHEV), Tam hibrit (HEV) ve Plug-in hibrit (PHEV) olmak suretiyle üç gruba ayrılmaktadır. Hafifçe hibrit, geleneksel ICE ile tam hibrit içinde bir ara çözüm olduğundan daha azca karmaşık elektrik sistemlerine haizdir.

Hafifçe hibritin elektrik motoru, esas olarak kimi zaman jeneratör-motor ünitesi olarak da malum entegre bir düzgüsel alternatörün ve marş motorunun yerini alan 48V’luk bir üreteç/motor, daha sorunsuz çalıştırmaya, verimliliğe ve ağırlık tasarrufuna destek verir.

Üreteç bununla birlikte rejeneratif frenleme kanalıyla da çalıştırılır ve ısı olarak dağıtılacak olan gücün tekrardan yakalanıp araca güç sağlamak için geri kazanılmasına olanak tanır. Yarı hibrit sistemler tarafınca üretilen minik güç desteği, düşük hız durumlarında içten yanmalı motoru desteklemeye yada motor çalıştırma/durdurma işlevselliğinin taleplerini karşılamaya destek verir.

Hafifçe hibrit sistem hem benzinli hem de dizel motorlarla kullanılabiliyor. İlki esas olarak kent içi sürüş yada kısa mesafeli yolculuklar için önerilirken, ikincisi daha uzun rotalar ve mesela dağlık alanlar şeklinde yüksek tork gerektiren ağır yükler için önerilir.

Hafifçe hibrit sistem, 48V’luk sistem olarak da kullanılmaktadır. Bunun sebebi daha çok enerji geri kazanımı sağlamak ve dolayısıyla yakıt tüketimini de büyük seviyede azaltmak için 48 voltluk bir lityum iyon yada kurşun karbon bataryadan, batarya ve hibrit güç aktarma organları için kontrolörlerden güç sağlamak için gücü 12 volta düşüren bir DC/DC dönüştürücü kullanılmaktadır. Geleneksel 12V sistemi, farlar, radyo yada cam regülatörleri şeklinde tüm düşük voltajlı tüketicilere güç sağlamaya devam ediyor.

Bir DC/DC dönüştürücü iki elektrik sistemini birbirine bağlar; böylece geri kazanılan fren enerjisi 12V elektrik sistemini de besler.

MHEV Iyi mi Çalışır?

MHEV’lerin temel amacı geleneksel yakıt tüketimini ve içten yanmalı motorların karbon emisyonlarını azaltmaktır.

MHEV sistemin ana bileşeni, geleneksel araçlarda kullanılan marş motorları ve alternatörlerin yerini alan ve mini motor görevi gören minik bir akü ve elektrik jeneratöründen oluşuyor.

Jeneratörün frenleme esnasında biriktirdiği kinetik enerji, ondan sonra öteki şeylerin yanı sıra vasıta üstü donanıma güç verilmesine, içten yanmalı motorun çalıştırılmasına yada süratli sürüş esnasında içten yanmalı motorun torkunu artırmaya destek verir. Tüm sistem, verimli enerji yönetimi elde eden yerleşik bir bilgisayar tarafınca denetim edilir.

Çalışmalarda, bu çözümün geleneksel yakıt tüketimini ortalama %5 ila %15’e kadar azaltacağı gösterilmiştir. MHEV’ların yararları bilhassa sık dur-kalk gerektiren kent içi sürüş esnasında hissedilmektedir. Bunun sebebi, bu tür sürüşün, sollama yada trafiğe karışma durumları da dahil olmak suretiyle daha yumuşak bir sürüş sağlamasıdır.

MHEV’lerin Avantajları

• Kolay yapılarından dolayı kullanımı kolaydır.
• Akıllı bir şanzıman tasarımına gerek kalmamıştır.
• Düşük karbon emisyonuna haizdir.
• Haiz olma ve yakıt tüketimi olarak ekonomiklerdir.

MHEV’lerin Dezavantajları

• Hızlanma esnasında motorun verimliliğini çoğaltması haricinde öteki vasıta performanslarında tesiri kayda kıymet bir avantaj sağlamaz.
• Ulaşılabilirliği ve seçenekleri tam hibrit modellere gore azdır.
• Tam hibritler şeklinde, hibrit olmayan arabalardan daha pahalı olma eğilimindedirler.

Continental’e gore öngörülebilir gelecekte hibrit ve saf elektrikli araçların (PHEV ve saf EV) pazar payında devamlı bir artış olacak. En büyük artışın ise 2030 yılına kadar ortalama 25 milyon adede ulaşacak olan 48V MHEV mimarilerinden gelmesi umut ediliyor.

[8]’e gore MHEV için Toplam Adreslenebilir Pazar’ın (TAM) kıymeti 2022’de 85,49 milyar ABD doları olarak belirlenmiştir.

Tahmin süreci (2023-2031) süresince %17,1’lik bir Bileşik Gelişme Oranıyla büyüyerek 2031 yılına kadar 353,94 milyar ABD dolarına yetişmesi beklenmektedir.

[7]’ye gore ise 2018- 2028 yılları arası için meydana getirilen tahmine gore %17,45’lik bir Bileşik Gelişme Oranı kaydederek önümüzdeki beş yıl içinde 224,27 milyar ABD dolarına yetişmesi beklendiği belirtilmiştir.

Sıkı emisyon standartları, yakıt verimliliği ve hükümet teşvikleri, otomobil üreticilerinin ve alıcıların geleneksel araçlardan hibrit araçlara yönelmesine yol açan başlıca faktörlerdir.

En süratli büyümenin Asya-Pasifik bölgesinde olması, bunu Avrupa ve Şimal ABD’nın takip etmesi beklenmektedir. Otomobil sektörü, Çin, Hindistan, Japonya ve Cenup Kore şeklinde ülkelerde inovasyona, teknolojiye ve son teknoloji elektrikli araçların yaratılmasına odaklanmaktadır.

Görüşmek dileğiyle…

Referanslar

1- Singh, P. A., Singh, P. L., Pundir, A. K., & Saini, A. (2021). Mild Hybrid Technology in Automotive: A Review. Int. Res. J. Eng. Technol, 8, 4405-4410.

2- Cardoso, D. S., Fael, P. O., & Espírito-Santo, A. (2020). A review of micro and mild hybrid systems. Energy reports, 6, 385-390.

3- Taoudi, A., Haque, M. S., Luo, C., Strzelec, A., & Follett, R. F. (2021). Design and Optimization of a Mild Hybrid Electric Vehicle with Energy-Efficient Longitudinal Control. SAE International Journal of Electrified Vehicles, 10(1), 55-78.

4- https://www.seg-automotive.com/48v/mild-hybrid-technology/

5- https://knaufautomotive.com/what-is-a-mild-hybrid/

6- https://www.seg-automotive.com/48v/mild-hybrid-technology/

7- https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/mild-hybrid-vehicles-market

8- https://straitsresearch.com/report/mild-hybrid-market#:~:text=Market%20Overview,period%20(2023%2D2031).