Determination of impact of battery location on electric vehicle dynamics
[ X ]
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez, batarya konumunun taşıt dinamiği üzerindeki etkisini incelemektedir. Elektrikli taşıtların artan kullanımıyla birlikte, bataryanın optimal konumu üreticiler için önemli bir tasarım düşüncesi haline gelmektedir. Bataryanın konumu aracın ağırlık merkezini, ağırlık dağılımını ve hareket özelliklerini etkileyebilmekte, nihayetinde taşıtın genel performansını ve güvenliğini etkileyebilmektedir. Bu etkiyi incelemek için, batarya konumu ve taşıt dinamiği üzerine mevcut araştırmaların durumunu belirlemek için kapsamlı bir literatür taraması yapılmıştır. Daha sonra, taşıt dinamiği MATLAB sayısal hesaplama yazılımı kullanarak batarya konumunun taşıt manevra kabiliyeti ve istikrarı üzerindeki etkisini analiz etmek için bir dizi simülasyon yapılmıştır. Program önce taşıtın ağırlık merkezini ve her bir lastiğe düşen yükü hesaplamaktadır. Daha sonra her lastiğin hareketliliğini ve araca etki eden merkezcil kuvveti hesaplamaktadır. Eğer sonuçta oluşan kuvvet, aracın devrilmesini önleyen kuvvetten daha büyükse, taşıt söz konusu girdiler ışığında virajı dönemez olarak kabul edilmektedir. Ardından, tüm lastiklerin en düşük hareketliliği kullanılarak maksimum viraj derecesi hesaplanmaktadır. Bu veri de aracın mevcut hızla söz konusu virajı alabileceği maksimum viraj derecesini hesaplamayı sağlamaktadır. MATLAB programı kullanılarak yazılan kod aracılığıyla girdiler işlendiğinde, farklı batarya pozisyonları, farklı taşıt ağırlıkları, farklı taşıt hızları, farklı taşıt boyutları, farklı viraj açısı, farklı sürtünme katsayıları, farklı hızlar için taşıtın ağırlık merkezini ve aracın viraj alabilme kabiliyetini hesaplamıştır. Daha sonra, farklı batarya pozisyonları, taşıtın farklı hızları ve taşıtın yükseklikleri ile ilgili maksimum viraj derecesini hesaplamak için beş farklı grafik çizilmiştir. Sonuçlar, batarya konumunun aracın hareketliliği, istikrarı ve genel performansı üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermektedir. Bataryanın daha düşük bir merkezine yerleştirilmesiyle elde edilen düşük ağırlık merkezine sahip taşıtlar, daha yüksek bir ağırlık merkezine sahip olanlardan daha iyi viraj kabiliyeti ve istikrar sergilemiştir. Ayrıca, bataryanın ağırlığının taşıt üzerindeki dağılımı, aracın dengesini ve viraj kabiliyetini etkilediği tespit edilmiştir. Bu tezin bulguları, taşıt tasarımcılarına ve üreticilerine elektrikli taşıtlarda bataryanın yerleştirilmesini optimize etmelerine yardımcı olarak, taşıtların hareketliliğini, istikrarını ve performansını iyileştirmeye yönelik değerli bir bakış açısı sağlamaktadır.
This thesis investigates the impact of battery position on vehicle dynamics. With the increasing use of electric vehicles, the optimal position of the battery has become an important design consideration for manufacturers. The position of the battery can affect the center of gravity, weight distribution, and handling characteristics of the vehicle, ultimately influencing its overall performance and safety. To analyze this effect, a comprehensive literature review was conducted to determine the current state of research on battery position and vehicle dynamics. Subsequently, a series of simulations were performed to analyze the effect of battery position on vehicle maneuverability and stability using vehicle dynamics MATLAB numerical computation software. The software first calculates the center of gravity of the vehicle and the load on each tire. It then computes the mobility of each tire and the resultant centripetal force acting on the vehicle. If the resultant force exceeds the force preventing the vehicle from tipping over, the vehicle is considered unable to negotiate the turn based on the given inputs. After that, the maximum steering angle is calculated using the lowest mobility of all tires. This data also allows for the calculation of the maximum steering angle the vehicle can take for a given turn with its current speed. Using the code written through the MATLAB program, when inputs are processed, the program calculates the vehicle's center of gravity and its ability to take corners for different battery positions, vehicle weights, vehicle speeds, vehicle dimensions, turn angles, friction coefficients, and speeds. Then, five different graphs were plotted to calculate the maximum steering angle related to different battery positions, vehicle speeds, and vehicle heights. The results demonstrate that battery placement has a significant impact on the vehicle's mobility, stability, and overall performance. Vehicles with a lower center of gravity achieved by placing the battery towards the lower end exhibited better cornering capability and stability compared to those with a higher center of gravity. Additionally, it was determined that the distribution of battery weight on the vehicle affects its balance and cornering ability. The findings of this thesis provide valuable insights for vehicle designers and manufacturers to optimize the placement of batteries in electric vehicles, thereby improving the mobility, stability, and performance of vehicles.
This thesis investigates the impact of battery position on vehicle dynamics. With the increasing use of electric vehicles, the optimal position of the battery has become an important design consideration for manufacturers. The position of the battery can affect the center of gravity, weight distribution, and handling characteristics of the vehicle, ultimately influencing its overall performance and safety. To analyze this effect, a comprehensive literature review was conducted to determine the current state of research on battery position and vehicle dynamics. Subsequently, a series of simulations were performed to analyze the effect of battery position on vehicle maneuverability and stability using vehicle dynamics MATLAB numerical computation software. The software first calculates the center of gravity of the vehicle and the load on each tire. It then computes the mobility of each tire and the resultant centripetal force acting on the vehicle. If the resultant force exceeds the force preventing the vehicle from tipping over, the vehicle is considered unable to negotiate the turn based on the given inputs. After that, the maximum steering angle is calculated using the lowest mobility of all tires. This data also allows for the calculation of the maximum steering angle the vehicle can take for a given turn with its current speed. Using the code written through the MATLAB program, when inputs are processed, the program calculates the vehicle's center of gravity and its ability to take corners for different battery positions, vehicle weights, vehicle speeds, vehicle dimensions, turn angles, friction coefficients, and speeds. Then, five different graphs were plotted to calculate the maximum steering angle related to different battery positions, vehicle speeds, and vehicle heights. The results demonstrate that battery placement has a significant impact on the vehicle's mobility, stability, and overall performance. Vehicles with a lower center of gravity achieved by placing the battery towards the lower end exhibited better cornering capability and stability compared to those with a higher center of gravity. Additionally, it was determined that the distribution of battery weight on the vehicle affects its balance and cornering ability. The findings of this thesis provide valuable insights for vehicle designers and manufacturers to optimize the placement of batteries in electric vehicles, thereby improving the mobility, stability, and performance of vehicles.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
