Bu tədqiqat elektrikli nəqliyyat vasitələrinin asqı sistemlərində adətən sönümləmə zamanı itirilən titrəyiş enerjisinin elektrik generatoru vasitəsilə geri qazanıldığı halda nə qədər elektrik enerjisi istehsal edilə biləcəyini və bu prosesin sərnişin komfortu ilə necə qarşılıqlı təsir göstərdiyini MATLAB/Simulink əsaslı inteqrə olunmuş model üzərindən araşdırır. Regenerativ asqı təkər ilə avtomobil kuzovu arasındakı nisbi şaquli hərəkəti mexaniki və ya elektromexaniki ötürmə sistemi ilə generator hərəkətinə çevirərək elektrik istehsal edən; generatorda yaranan əks moment səbəbindən eyni zamanda asqıya əlavə sönümləmə qüvvəsi tətbiq edən enerji geri-qazanım sistemidir.

Tədqiqatda 22 kWh batareyalı, 125 kW elektrik mühərrikli kompakt elektrikli avtomobilin uzununa modeli; sprung və unsprung kütlələrini ehtiva edən 2 sərbəstlik dərəcəli quarter-car asqı modeli və explicit generator dinamikası vahid simulyasiya çərçivəsində birləşdirilmişdir. Avtomobil modeli NEDC sürüş dövrü ilə müqayisə edildikdə 0,1175 kWh/km istinad sərfiyyatına qarşı 0,1167 kWh/km nəticə vermiş və mənbə tərəfindən %1-dən aşağı sapma ilə doğrulanmış hesab edilmişdir. Asqı modeli də ədəbiyyatdakı ramp və step cavabları ilə müqayisə edilmişdir.

Sistem 2–50 km/sa sürət aralığında yarımdairəvi və trapez formalı sürət maneələri, eləcə də ISO 8608 Class A və Class B stoxastik yol profillərində sınaqdan keçirilmişdir. Tək maneələrdə maksimum geri-qazanım yarımdairə üçün 0,406 Wh, trapez üçün 0,659 Wh olaraq hesablanmışdır. Davamlı ISO Class B yolunda mənbə model 2 km/sa sürətdə 70,4 Wh/km enerji geri-qazanımı bildirir. Bununla belə, ISO yol profili quarter-car modelinə xarici şaquli baza həyəcanlandırması kimi tətbiq edilərkən yol nahamarlığının uzununa hərəkət enerjisinə təsiri modelə bağlanmamışdır. Buna görə davamlı yol nəticələri real avtomobildə birbaşa xalis batareya qazancı və ya yürüş məsafəsinin artımı kimi şərh edilməməlidir.

Regenerativ Asqı Elektriki Necə İstehsal Edir?

Ənənəvi passiv asqıda yol qeyri-bərabərliyinin yaratdığı titrəyiş enerjisinin əhəmiyyətli hissəsi amortizator daxilində istiliyə çevrilir. Regenerativ asqıda isə avtomobil kuzovu ilə təkər arasındakı nisbi şaquli hərəkət generatora ötürülür. Generator bu hərəkətdən elektrik istehsal edərkən Lenz qanununa görə hərəkətə qarşı çıxan elektromaqnit moment də yaradır. Bu əks təsir mexaniki ötürmə vasitəsilə asqıya geri qayıdaraq əlavə sönümləmə qüvvəsi yaradır.

Tədqiqatın əsas fərqi enerji istehsalını asqı hərəkətindən müstəqil sonrakı emal kimi hesablamamasıdır. Generatorun elektromaqnit əks təsiri birbaşa asqı dinamikasına geri əlaqələndirilir.

Elektromexaniki çevrilmə zənciri

Asqının sprung və unsprung kütlələri arasındakı nisbi sürət:

\[ \dot z_s-\dot z_u \]

kimi təyin olunur.

Bu sürət yüksək ötürmə nisbəti \(G\) vasitəsilə generatora ötürülür və back-EMF:

\[ V_{emf}(t) = k_eG \left( \dot z_s(t)-\dot z_u(t) \right) \]

kimi modelləşdirilir.

Generator dövrəsindəki cərəyan:

\[ I(t)= \frac{V_{emf}(t)} {R_{int}+R_L} \]

ilə hesablanır.

Burada \(R_{int}\) generatorun daxili müqaviməti, \(R_L\) isə elektrik yükünün müqavimətidir.

Elektrik cərəyanının yaratdığı əks moment mexaniki tərəfə geri əlaqələndirilərək mənbədə:

\[ F_{reg}(t) = \frac{k_t I(t)G} {\eta_m} \]

regenerativ sönümləmə qüvvəsini yaradır.

Elektrik yükünə ötürülən xalis güc:

\[ P_{net}(t) = I^2(t)R_L \]

və ümumi geri qazanılan enerji:

\[ E_{regen} = \int_{t_0}^{t_f} P_{net}(t)\,dt \]

şəklində hesablanır.

Generator modelində istifadə olunan parametrlər

Mənbə bu parametrlərdən xüsusilə \(k_e\) və \(k_t\) üçün açıq vahid göstərmir. Buna görə tənliklər yenidən qurula bilsə də, parametrlərin başqa generatorlara fiziki baxımdan köçürülməsi üçün əlavə təyinetmə tələb olunur.

2-DOF Quarter-Car Modeli Nəyi Təmsil Edir?

Quarter-car modeli avtomobilin tək bir təkər küncünü təmsil edərək avtomobil kuzovunun dörddə bir kütləsini sprung mass, təkəri və əlaqəli hissələri isə unsprung mass kimi həll edir. Bu yanaşma tam avtomobil modelindən xeyli sadə olsa da, şaquli asqı hərəkətinin, kuzov təcilinin, təkər hərəkətinin və asqının iş gedişinin araşdırılmasında geniş istifadə olunur.

Mənbə modelinin parametrləri

Başlanğıcda avtomobil statik tarazlıqda qəbul edilir:

\[ z_s(0)=0,\qquad \dot z_s(0)=0 \]

\[ z_u(0)=0,\qquad \dot z_u(0)=0. \]

Mənbə PDF-nin 4. səhifəsindəki Şəkil 4 bu sistemi avtomobil kuzovu, \(m_s\), \(m_u\), yaylar və sönümləyicilərlə mexaniki şəkildə göstərir. Eyni səhifədəki Şəkil 5 bunun MATLAB/Simulink blok modelini təqdim edir.

Dinamik modelin doğrulanması

Quarter-car modelinin ramp və step girişlərinə verdiyi təkər və kuzov yerdəyişmə cavabları ədəbiyyatdakı istinad modeli ilə müqayisə edilmişdir. Mənbə Şəkil 6-da cavabların oxşar rəqsetmə və sönümləmə davranışı göstərdiyini bildirir.

FFT əsaslı transmissibility analizində sistemin ən yüksək ötürmə dəyəri təxminən:

1,19 Hz

ətrafında müəyyən edilmişdir. Mənbə həmçinin displacement transmissibility baxımından təxminən 15 Hz ətrafında güclü sönümləmə davranışının müşahidə olunduğunu qeyd edir.

Elektrikli Avtomobil Modeli Necə Doğrulandı?

Uzununa model avtomobilin aerodinamik sürüklənmə, yuvarlanma müqaviməti, yol maililiyi, ətalət qüvvəsi və elektrik güc ötürmə sisteminin xüsusiyyətlərindən istifadə edərək hədəf sürəti təmin etmək üçün tələb olunan momenti və batareya enerjisini hesablayır.

İstinad elektrikli avtomobilin NEDC enerji sərfiyyatı:

\[ 0,1175\ {\rm kWh/km} \]

kimi qəbul edilmişdir.

Simulink modelinin 11 km-lik eyni NEDC dövründəki nəticəsi:

\[ 0,1167\ {\rm kWh/km} \]

olmuşdur.

Bu iki dəyər arasındakı nisbi fərq təxminən %0,68-dir və mənbə bunu %1-dən aşağı doğrulama sapması kimi qiymətləndirir.

ISO 8608 Yol Nahamarılığı Modeli Necə Yaradılır?

Yol qeyri-bərabərlikləri yalnız tək maneələrlə məhdudlaşmır. Real yol səthi çoxsaylı müxtəlif dalğa uzunluqlarındakı qeyri-bərabərliklərin birləşməsindən ibarətdir. Tədqiqat bu davamlı həyəcanlandırmanı ISO 8608 məkan güc spektral sıxlığı yanaşması ilə yaradır.

Mənbə:

\[ G_q(n)= G_q(n_0) \left( \frac{n}{n_0} \right)^{-w} \]

asılılığından istifadə edir.

Burada:

• \(n\): məkan tezliyi,
• \(n_0=0,1\;{\rm m^{-1}}\): istinad məkan tezliyi,
• \(G_q(n_0)\): yol sinfini müəyyən edən nahamarlıq əmsalı,
• \(w\): adətən 2 qəbul edilən waviness exponent

dəyəridir.

PSD daha sonra təsadüfi fazalı multisine profilə çevrilir:

\[ z(x)= \sum_{k=1}^{N} A_k \cos(2\pi n_kx+\theta_k). \]

Hər harmonikanın amplitudu:

\[ A_k= \sqrt{ 2G_q(n_k)\Delta n } \]

kimi hesablanır.

Təsadüfi fazalar sabit seed ilə yaradıldığı üçün eyni yol sinfi yenidən simulyasiya edildikdə eyni profil əldə olunur.

Niyə yalnız Class A və Class B istifadə edilmişdir?

Mənbə əvvəlcə ISO Class A–F profillərini yaradır. PDF-nin 7. səhifəsindəki Şəkil 9 sinif yüksəldikcə şaquli yol amplitudlarının çox sürətlə artdığını göstərir.

Tədqiqatda tipik minik avtomobili asqısının iş diapazonu təxminən:

\[ \pm0,08\ {\rm m} \]

ilə məhdudlaşdırılmışdır.

C–F siniflərinin yaratdığı yol həyəcanlandırmalarının ənənəvi minik avtomobili asqısı üçün real iş diapazonunu aşdığı əsas gətirilərək sonrakı enerji analizlərində yalnız Class A və Class B istifadə edilmişdir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Yarımdairəvi sürət maneəsi

Yarımdairəvi maneənin maksimum hündürlüyü təxminən 0,05 m-dir. Model maneədən 2, 5, 10, 20, 30, 40 və 50 km/sa sürətlərində keçirilmişdir.

Ən yüksək geri-qazanım 2 km/sa sürətdə 0,406 Wh-dir. Mənbə aşağı sürətlərdə asqının yol profili ilə daha uzun müddət qarşılıqlı təsirdə olmasını enerji istehsalındakı artımın əsas səbəbi kimi şərh edir.

Kuzov yerdəyişməsi sürət artdıqca azalır, bununla yanaşı mənbə şaquli təcilin artdığını və komfortun pisləşdiyini bildirir.

Trapez formalı sürət maneəsi

Trapez maneə təxminən 0,1 m hündürlüyündədir və yarımdairə nümunəsindən daha uzun yol həyəcanlandırmasıdır.

Cədvəldəki maksimum enerji:

5 km/sa → 0,659 Wh

kimi görünür.

Mənbə ardıcıllığı qeydi: Cədvəl 4-dən əvvəlki mətn “highest energy gain rate was obtained at 20 km/h” deyir. Lakin Cədvəl 4 və məqalənin nəticə bölməsi maksimum ümumi enerji geri-qazanımını 5 km/sa sürətdə 0,659 Wh olaraq verir.

ISO 8608 Class A nəticəsi

Modelin əsas tendensiyası aydındır: avtomobil sürəti artdıqca hesablanan geri qazanılan enerji böyük ölçüdə azalır.

ISO 8608 Class B nəticəsi

Daha nahamar Class B yol Class A ilə müqayisədə daha güclü şaquli həyəcanlandırma yaratdığı üçün bütün sürətlərdə daha yüksək geri-qazanım dəyərləri yaradır.

70,4 Wh/km Real Elektrikli Avtomobildə Xalis Batareya Qazancı Deməkdirmi?

Birbaşa yox. ISO 8608 analizində yol profili quarter-car asqısına xarici şaquli baza həyəcanlandırması kimi tətbiq edilmiş və metod bölməsində uzununa yol maililiyi ilə irəli avtomobil dinamikasının bu həyəcanlandırma hesabında nəzərə alınmadığı bildirilmişdir. Bunun əksinə, cədvəldə göstərilən avtomobil sərfiyyatı ayrıca uzununa elektrikli avtomobil modelindən gəlir. Buna görə şaquli yol həyəcanlandırmasının yaradılması üçün lazım olan mexaniki enerji eyni qapalı enerji büdcəsi daxilində batareya sərfiyyatına geri bağlanmır.

Bu fərq xüsusilə 2 km/sa nəticəsində aydın görünür. Class B modelində 29,6 Wh/km hərəkət sərfiyyatına qarşı 70,4 Wh/km asqı geri-qazanımı hesablanır. Bu nəticə model daxilindəki regenerativ generatorun şaquli həyəcanlandırmadan nə qədər elektrik istehsal etdiyini göstərir; real avtomobilin ümumi enerji büdcəsində eyni miqdarın pulsuz xalis enerji kimi yaranacağını göstərmir.

Real avtomobildə yol nahamarlığına bağlı şaquli hərəkətin enerjisi təkər-road qarşılıqlı təsiri, yuvarlanma müqaviməti, asqı itkiləri və avtomobilin irəli hərəkət enerjisi ilə birlikdə qiymətləndirilməlidir. Tam enerji uçotu üçün uzununa və şaquli dinamikalar enerji axını baxımından qapalı şəkildə bir-birinə bağlanmalıdır.

Sürüş Komfortu ilə Enerji Geri-Qazanımı Arasında Niyə Tarazlıq Var?

Daha böyük asqı hərəkəti generatoru daha güclü həyəcanlandıraraq daha çox elektrik istehsal etmək potensialı daşıyır. Lakin eyni hərəkət avtomobil kuzovuna yüksək şaquli təcil kimi ötürülərsə, sərnişin komfortu pisləşə bilər. Buna görə maksimum elektrik istehsalı ilə minimum kuzov təcili eyni dizayn hədəfi deyil.

Tədqiqat komfortu ISO 2631 yanaşmasından törədilmiş təcil diapazonları ilə qiymətləndirir.

Bu diapazonların bir hissəsi bir-birini örtür. Mənbə üst-üstə düşən təcilin hansı tək kateqoriyaya aid ediləcəyini ayrıca açıqlamır.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Elektromexaniki regenerativ sönümləmə qüvvəsi asqı hərəkətinə geri əlaqələndirilərək modelləşdirilə bilər.
• Uzununa elektrikli avtomobil modeli NEDC enerji sərfiyyatını təxminən %1-dən aşağı fərqlə yenidən yaradır.
• 2-DOF quarter-car modeli ədəbiyyatdakı ramp və step davranışlarına oxşar dinamik cavab göstərir.
• Tək maneələrdə aşağı sürətlər ümumilikdə daha yüksək enerji geri-qazanımına imkan verir.
• Yarımdairəvi maneədə ən yüksək geri-qazanım 0,406 Wh-dir.
• Trapez maneədə ən yüksək cədvəl dəyəri 0,659 Wh-dir.
• ISO Class B, Class A ilə müqayisədə daha yüksək regenerativ enerji istehsal edir.
• ISO A/B nəticələrində avtomobil sürəti 50 km/sa-ə yüksəldikdə geri qazanılan enerji kəskin azalır.
• Enerji geri-qazanımı ilə kuzov təcili/sərnişin komfortu arasında dizayn tarazlığı tələb olunur.

Tədqiqatın birbaşa sübut etmədiyi nəticələr

• Real elektrikli avtomobildə 70,4 Wh/km xalis batareya enerjisinin əldə ediləcəyi.
• Regenerativ asqının avtomobilin ümumi sərfiyyatından daha çox enerji istehsal edə biləcəyi.
• Bu nəticələrin dörd təkərli tam avtomobildə eyni miqyasda yaranacağı.
• Real generator, dişli mexanizmi və güc elektronikasının modelləşdirilən dəyərlərlə eyni səmərəliliyi təmin edəcəyi.
• Real yol səthində eyni enerji geri-qazanım dəyərlərinin əldə ediləcəyi.
• Batareya doldurma elektronikası, rectifier/converter və saxlama itkiləri nəzərə alındıqdan sonra eyni Wh dəyərlərinin batareyaya çatacağı.
• Modelin fiziki regenerativ amortizator prototipi ilə bu tədqiqat çərçivəsində eksperimental olaraq doğrulandığı.

Gələcək tədqiqat təklifləri

Müəlliflər sonrakı araşdırmalar üçün:

• daha çox yol şəraiti və daha yüksək hərəkət sürətləri,
• avtomobil çəkisinin paylanması və asqı həndəsəsi,
• regenerativ, aktiv və yarıaktiv asqıların müqayisəsi,
• predictive control yanaşmaları,
• illik avtomobil istifadəsi əsasında real yürüş məsafəsi töhfəsinin qiymətləndirilməsi,
• neuro-fuzzy kimi qabaqcıl idarəetmə metodlarını ehtiva edən tam avtomobil modelləri,
• avtonom avtomobillərdə enerji geri-qazanımını artıracaq marşrut və sürüş strategiyaları

təklif edirlər.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: The Role of Regenerative Suspension in Energy-Efficient and Comfortable Electric Vehicle Driving

Müəlliflər: Veli Gökhan Demir; Efe Savran.

Məsul müəllif: Efe Savran.

Afiliasiya 1: Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Balıkesir University, Balıkesir, Türkiye.

Afiliasiya 2: Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Bursa Uludag University, Bursa, Türkiye.

Jurnal: Engineering Perspective.

Cild / Say: 6(3).

Səhifələr: 344–353.

DOI: 10.64808/engineeringperspective.1886607

e-ISSN: 2757-9077.

Təqdim: 10 Fevral 2026.

Reviziya: 2 Aprel 2026.

Qəbul: 25 Aprel 2026.

Rəsmi nəşr tarixi: 9 May 2026.

Məqalə növü: Research Article.

Rəy prosesi: Engineering Perspective jurnalının cari siyasəti ən azı iki müstəqil mütəxəssislə single-blind peer review tətbiq edir.

Açıq giriş / lisenziya: Jurnal siyasəti tədqiqat məqalələrinin Creative Commons Attribution 4.0 International, CC BY 4.0 lisenziyası altında yayımlandığını bildirir.

Əsas proqram təminatı: MATLAB/Simulink R2022b.

Əsas avtomobil modeli: 1443 kg B-segment battery-electric vehicle, 125 kW / 250 Nm elektrik mühərriki, 22 kWh batareya.

Uzununa modelin doğrulanması: NEDC istinadı 0,1175 kWh/km; Simulink nəticəsi 0,1167 kWh/km; təxminən %0,68 nisbi fərq.

Asqı modeli: 2-DOF quarter-car; sprung mass 365,4 kg; unsprung mass 43 kg; ks=24.000 N/m; cs=2126,4 Ns/m; ku=350.000 N/m; cu=1000 Ns/m.

Elektromexaniki model: Asqının nisbi sürəti → generator back-EMF → cərəyan → yük gücü → regenerativ sönümləmə qüvvəsinin geri əlaqəsi.

Tək yol girişləri: yarımdairəvi və trapez sürət maneələri.

Davamlı yol girişləri: ISO 8608 Class A və Class B stoxastik yol profilləri.

Sınaq sürətləri: 2, 5, 10, 20, 30, 40 və 50 km/sa.

Ən yüksək tək maneə geri-qazanımı: yarımdairə 0,406 Wh; trapez 0,659 Wh.

Ən yüksək ISO nəticələri: Class A 57,1 Wh/km; Class B 70,4 Wh/km; hər ikisi də 2 km/sa sınağında.

Enerji uçotunun sərhədi: ISO yol nahamarlığı quarter-car modelinə xarici şaquli baza həyəcanlandırması kimi tətbiq edilərkən yol nahamarlığının uzununa enerji xərci modeldən ayrılmışdır. Buna görə geri-qazanım dəyərləri birbaşa xalis batareya və ya yürüş məsafəsi qazancı kimi şərh edilməməlidir.

Komfortun qiymətləndirilməsi: Mənbə ISO 2631 əsaslı avtomobil kuzovunun şaquli təcil təsnifatından istifadə edir; cədvəldə bəzi sinif diapazonları bir-birini örtür.

Eksperimental doğrulama: Bu tədqiqat çərçivəsində fiziki regenerativ asqı prototipi və ya real avtomobil yol sınağı bildirilməmişdir.

Maraqların toqquşması: Müəlliflər maraqların toqquşmasının olmadığını bəyan edirlər.

Müəllif töhfələri: Veli Gökhan Demir — konseptuallaşdırma, metodologiya, formal analiz, tədqiqat, ilkin layihə və vizuallaşdırma; Efe Savran — konseptuallaşdırma, metodologiya, nəzarət, doğrulama və nəzərdən keçirmə/redaktə.

Süni intellektdən istifadə bəyanatı: Mənbə AI alətlərinin yalnız ingilis dili qrammatikasının düzəldilməsi və akademik dilin aydınlığının yaxşılaşdırılması məqsədilə istifadə edildiyini; məzmun istehsalında, məlumat analizində, nəticələrin şərhində və ya elmi tapıntıların yaradılmasında istifadə edilmədiyini bildirir.

Maliyyələşdirmə: Araşdırılan məqalədə ayrıca maliyyələşdirmə bəyanatı bildirilməmişdir.

Məlumat/kod əlçatanlığı: Araşdırılan məqalədə müstəqil MATLAB model deposu və ya açıq məlumat dəsti bağlantısı verilməmişdir.