Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

2458-7575

Bilecik Seyh Edebali University

10.35193/bseufbd.638292

Engineering

Mühendislik

HAFİF RAYLI SİSTEM ARACINA HİBRİT BİR SİSTEM ENTEGRE EDİLMESİNİN SİSTEM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİLERİ

https://orcid.org/0000-0003-2756-8483

Elden

Gülşah

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ

https://orcid.org/0000-0002-2959-9892

Tanşu

Abdurrahim

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ

12 26 2019

6 2 278 297 10 25 2019 11 27 2019

2014

Bilecik Seyh Edebali University Journal of Science

Bu çalışmanın amacı, hafif raylıbir hibrit sistem aracında araç tarafından talep edilen akımın, yakıt hücresimodülü çıkış geriliminin, anlık hidrojen tüketim miktarının, batarya çıkışgeriliminin ve batarya şarj durumunun zamanla değişimini incelemektir. Hibritsistem Proton Değişim Membranlı yakıt hücresi modülü ve Lityum-İyon bataryamodülünden oluşmaktadır. Bu amacı gerçekleştirmek için, Kayseri ilinde bulunanhafif raylı sistem hattının sadece beş istasyonluk güzergahı pilot bölge olarakseçilip iki ayrı durumun incelendiği hibrit sistemler tasarlandı. Durum 1,raylı sistem aracının yakıt hücresi modülü ile tahrik edildiği, frenlemeesnasında çıkan rejeneratif akımın batarya modülünde depolandığı ve budepolanan enerjinin yardımcı sistemlerde kullanıldığı durumdur. Durum 2 isearacın Lityum-İyon batarya modülü ile tahrik edildiği ve yakıt hücresimodülünün sadece batarya modülünü şarj etmek için kullanıldığı durumdur. Bu ikidurum için matematiksel modeller oluşturuldu ve bu modeller MATLAB/Simulinkprogramında kodlanarak çözümler gerçekleştirildi. Elde edilen sonuçlara göre,Durum 2'nin Durum 1'e göre anlık talep edilen akıma hızlı cevap vermesi vehidrojen yakıtı tüketimi açısından daha tercih edilebilir olduğu görülmektedir.

Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücresi Lityum-iyon Batarya Hafif raylı sistem aracı

[1] Chen, Q., Gao, L., Dougal, R., & Quan, S. (2009). Multiple model predictive control for a hybrid proton exchange membrane fuel cell system. Journal of Power Sources, 191 (2), 473–482.

[2] Khaligh, A., Li, Z. (2010). Battery, Ultracapacitor, Fuel Cell, and Hybrid Energy Storage Systems for Electric, Hybrid Electric, Fuel Cell, and Plug-In Hybrid Electric Vehicles: State of the Art. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 59, 6, 2806 - 2814.

[3] Bubna, P., Advani, S., Prasad, A. (2012). Integration of batteries with ultracapacitors for a fuel cell hybrid transit bus. Journal of Power Sources, 199, 360–366.

[4] Bauman, J., & Kazerani, M. (2009). An Analytical Optimization Method for Improved Fuel Cell–Battery–Ultracapacitor Powertrain. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 58 (7), 3186 - 3197.

[5] Fernandez, L., Garcia, P., Garcia, C. A., Jurado, F. (2011). Hybrid electric system based on fuel cell and battery and integrating a single dc/dc converter for a tramway. Energy Conversion and Management, 52 (5), 2183–2192.

[6] Bauman, J., Kazerani, M. (2008). An improved powertrain topology for fuel cell-battery-ultracapacitor vehicles. IEEE International Symposium on Industrial Electronics. Cambridge, UK: IEEE.

[7] Vural, B., Erdinc, O., Uzunoglu, M. (2010). Parallel combination of FC and UC for vehicular power systems using a multi-input converter-based power interface. Energy Conversion and Management, 51, (12), 2613–2622.

[8] Vural, B., Boynuegri, A., Nakir, I., Erdinc, O., Balikci, A., Uzunoglu, M.,. Dusmez, S. (2010). Fuel cell and ultra-capacitor hybridization: A prototype test bench based analysis of different energy management strategies for vehicular applications. International Journal of Hydrogen Energy, 35, 20, 11161–11171.

[9] Gao, W. (2005). Performance comparison of a fuel cell-battery hybrid powertrain and a fuel cell-ultracapacitor hybrid powertrain. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 54 (3), 846 - 855.

[10] Kisacikoglu, M., Uzunoglu, M., Alam, M. (2009). Load sharing using fuzzy logic control in a fuel cell/ultracapacitor hybrid vehicle. International Journal of Hydrogen Energy, 34 (3), 1497–1507.

[11] Lia, Q., Chena, W., Lia, Y., & Liub, S. (2012). Energy management strategy for fuel cell/battery/ultracapacitor hybrid vehicle based on fuzzy logic. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 43(1), 514–525.

[12] Lin, W.-S., Zheng, C.-H. (2011). Energy management of a fuel cell/ ultracapacitor hybrid power system using an adaptive optimal-control method. Journal of Power Sources, 196, (6), 3280–3289.

[13] Takizawa, K., Kondo, K. (2010). A designing method of the power source specifications for hybrid powered traction systems with fuel cells and EDLCs. International Conference on Electrical Machines and Systems. IEEE.

[14] Yoneyama, T., Yamamoto, T., Kondo, K. (2007). Fuel cell powered railway vehicle and experimental test results. European Conference on Power Electronics and Applications. Aalborg, Denmark: IEEE.

[15] Wang, Y.-X., Ou K., Kim Y.-B. (2017). Power source protection method for hybrid polymer electrolyte membrane fuel cell/lithium-ion battery system. Renewable Energy. 111, 381-391.

[16] Arista ,A.A., Agnello, G., Napoli, G., V. (2017). Antonucci Study and design of a hybrid electric vehicle (Lithium Batteries-PEM FC) International Journal of Hydrogen Energy. 42(5), 3166-3184.