Bu araştırma, M100 metanol motoru ve jeneratörden oluşan menzil uzatıcıya sahip 25 tonluk elektrikli bir damperli kamyonda enerji yönetimini iyileştirmek için sabit hızlı ve değişken torklu yeni bir kontrol stratejisi öneriyor. Yaklaşım, sabit güçlü kontrolün çekiş bataryasında oluşturduğu daha derin şarj-deşarj döngülerini ve güç takipli kontrolün menzil uzatıcının motor devrinde oluşturduğu sık değişimleri azaltmayı amaçlıyor. Önerilen sistem 70–130 kW arasında güç talebini üç seçilmiş motor devrinde torku değiştirerek takip ediyor; 50 kW ve 150 kW ise ayrı sabit çalışma noktaları olarak kullanılıyor. AVL Cruise ile MATLAB R2022b/Simulink ortak simülasyonunda CHTC-D çevrimi için metanol tüketimi sabit güçlü stratejide 62,89 L/100 km, güç takipli stratejide 64,49 L/100 km ve önerilen sabit hızlı-değişken torklu stratejide 62,53 L/100 km olarak hesaplandı. Önerilen strateji bu simülasyon koşullarında en düşük tüketimi sağladı; ancak sonuçlar gerçek araç yol testinden değil, laboratuvar verileriyle desteklenen bir araç simülasyonundan elde edilmiştir.

Çalışmanın temel mühendislik fikri, menzil uzatıcının gücünü değiştirmek için motor devrini sürekli ve geniş bir aralıkta değiştirmek yerine belirli verimli devir bölgelerini kullanmak ve aynı devir bölgesinde jeneratör-motor torkunu değiştirerek gerekli gücü üretmektir. Araştırmacılar 70–90 kW için 1150 r/min, 90–110 kW için 1250 r/min ve 110–130 kW için 1350 r/min çalışma bölgelerini belirlemiştir. Sistem ayrıca minimum 50 kW için 900 r/min ve maksimum 150 kW için 1575 r/min sabit çalışma noktalarına sahiptir.

CHTC-D çevriminde önerilen stratejiyle menzil uzatıcı devreye girdikten sonra batarya şarj durumu (State of Charge, SOC) yaklaşık %55,5–60,1 aralığında tutulmuş ve simülasyon sonunda %59,8 SOC elde edilmiştir. Araştırmacıların hesaplamasına göre 300 L metanol tankıyla tahmini sürüş menzili 480 km olup sabit güçlü kontrol için hesaplanan 477 km ve güç takipli kontrol için hesaplanan 465 km değerlerinden daha yüksektir.

Türkiye açısından anlamı: Bu araştırma Çin'de geliştirilen bir M100 metanol menzil uzatıcı, Çin ağır ticari araç test çevrimi ve Çin'deki araç/yakıt koşulları temelinde yürütülmüştür. Bu nedenle 62,53 L/100 km tüketim, 480 km menzil veya yakıt maliyetine ilişkin sonuçlar Türkiye'deki bir damperli kamyona doğrudan aktarılamaz. Türkiye'de benzer bir sistem değerlendirilecekse yakıt özellikleri ve fiyatları, emisyon ve araç mevzuatı, kamyon görev çevrimleri, yol eğimleri, yük profilleri, batarya özellikleri ve yerel çalışma koşullarıyla yeniden doğrulanması gerekir.

Araştırmanın temel problemi nedir?

Menzil uzatılmış elektrikli damperli kamyonlarda içten yanmalı motor tekerlekleri mekanik olarak doğrudan sürmez. Motor ve jeneratörden oluşan menzil uzatıcı elektrik üretir; üretilen enerji çekiş motoruna veya güç bataryasına gönderilir. Bu mimari, saf elektrikli ağır ticari aracın sınırlı menzilini artırırken enerji yönetim sistemine önemli bir görev yükler: motor-jeneratör grubunun hangi anda, hangi güçte ve hangi devirde çalışacağı doğru belirlenmelidir.

Araştırmacılar iki yaygın yaklaşımın farklı dezavantajlarına odaklanmıştır. Sabit güç kontrolünde menzil uzatıcı çalışmaya başladığında önceden belirlenmiş yüksek verimli bir güç noktasında üretime devam eder. Araç o anda daha az güç istese bile fazla elektrik bataryaya gönderildiğinden batarya şarj-deşarj derinliği artabilir. Güç takipli kontrolde ise menzil uzatıcı aracın anlık güç talebine daha yakından uyar; fakat bunu gerçekleştirmek için motor devri 900–1575 r/min arasında sık değişebilmektedir.

Çalışmanın önerdiği üçüncü yaklaşım bu iki davranış arasında bir mühendislik uzlaşması kurmaktadır: menzil uzatıcının devrini sınırlı sayıda ekonomik noktada tutmak, güç değişimini ise büyük ölçüde tork değişimiyle gerçekleştirmek.

M100 metanol menzil uzatıcı nasıl oluşturulmuştur?

Menzil uzatıcı, sıralı altı silindirli doğal gaz motoru temel alınarak M100 metanol kullanacak biçimde değiştirilmiş bir motor ile kalıcı mıknatıslı senkron jeneratörden (Permanent Magnet Synchronous Generator, PMSG) oluşmaktadır.

PMSG'nin nominal gücü 150 kW ve nominal devri 1500 r/min'dir. Jeneratörün nominal çıkışı 540 V DC ve nominal akımı 270 A olarak verilmiştir. Soğutma dolaşımlı su sistemiyle sağlanmaktadır.

Kaynak çalışmanın deney tezgâhı düzeninde motor ve jeneratöre ek olarak ECU, Motor Control Unit (MCU), soğutma kulesi, ara soğutucu, güç analizörü ve motor sabit sıcaklık sistemi yer almaktadır. WT1804E güç analizörü menzil uzatıcının elektrik üretimini gerçek zamanlı hesaplamak için kullanılmıştır.

Menzil uzatıcının laboratuvar performansı ne göstermiştir?

Araştırmadaki menzil uzatıcı karakteristik verileri yalnızca teorik haritadan alınmamıştır; çalışma temel performans sonuçlarının laboratuvar deneylerinden elde edildiğini açıkça belirtmektedir. Ölçülen evrensel karakteristik haritasında motor devri ile tork birlikte değiştirilmiş, sabit güç eğrileri ile metanol özgül tüketim bölgeleri belirlenmiştir.

Kaynakta maksimum elektrik üretim veriminin 1950 r/min'de gerçekleştiği belirtilmektedir. Bu noktada jeneratör çıkış gücü 80,07 kW, motor çıkış gücü 80,13 kW'dır. Çalışmanın kullandığı hesaplama, jeneratörün ürettiği güç ile motor çıkış gücünün oranına dayanmaktadır.

Damperli kamyonun güç sistemi nasıl yapılandırılmıştır?

Model araç üç akslı ve 6×4 çekiş düzenine sahip, maksimum toplam kütlesi 25.000 kg olan bir damperli kamyondur. Orijinal yakıtlı aracın şasisi korunmuş, yakıt deposunun yerine metanol tankı yerleştirilmiş ve güç bataryası kabin ile damper kasası arasına konumlandırılmıştır.

Elektrik sistemi 540 V yüksek gerilim mimarisine sahiptir. Çekiş bataryası lityum demir fosfat yapıda, 80 kWh kapasitede ve maksimum 270 kW deşarj gücündedir. Dört ileri oranlı AMT şanzımanın oranları sırasıyla 5,00; 3,05; 1,66 ve 1,00'dır.

Araç kontrol stratejisinin temel öncelikleri nelerdir?

Araştırmacılar kural tabanlı enerji yönetimini dört temel mühendislik önceliği üzerine kurmuştur:

1. Saf elektrikli sürüş önceliği: Araç güç ihtiyacı ve batarya SOC'si izin verdiği sürece menzil uzatıcı kapalı tutulur.
2. Menzil uzatıcının termal verim önceliği: Çalışma noktalarının ölçülen verimli bölgelerde seçilmesi amaçlanır.
3. Yavaşlama sırasında enerji geri kazanımı: Güvenlik koşulları izin verdiği ölçüde rejeneratif elektrikli frenleme mekanik frenlemeden önce değerlendirilir.
4. Batarya ömrünün korunması: SOC eşikleri ve menzil uzatıcının gücü, bataryadaki şarj-deşarj davranışını sınırlandıracak biçimde ayarlanır.

Sabit güç kontrol stratejisi nasıl çalışıyor?

Sabit güç stratejisinde batarya SOC'si %30'un altına düştüğünde menzil uzatıcı başlatılıyor. Motor 1300 r/min'e çıkarılıyor ve menzil uzatıcı 100 kW sabit güçte çalıştırılıyor. Araç anlık olarak 100 kW'dan daha az güç istiyorsa fazla elektrik bataryayı şarj ediyor; daha fazla güç gerekiyorsa batarya ve menzil uzatıcı birlikte çekiş motorunu besliyor. Batarya SOC'si %80'e ulaştığında menzil uzatıcı kapatılıyor.

Bu yöntemin avantajı kontrolünün basit ve çalışma noktasının öngörülebilir olmasıdır. Çalışmanın eleştirdiği tarafı ise araç güç ihtiyacı düşükken dahi 100 kW üretim yapılabilmesi ve fazla enerjinin bataryaya aktarılmasıdır.

Güç takipli kontrol stratejisi nasıl farklılaşıyor?

Güç takipli stratejide menzil uzatıcı, araç güç talebine göre ölçülmüş optimum metanol tüketim eğrisi üzerinde hareket eder. Çalışma bölgesi 50–150 kW güç, 900–1575 r/min motor devri ve yaklaşık 530–930 N·m tork aralığını kapsamaktadır.

Bataryanın SOC alt ve üst eşikleri sırasıyla %55 ve %60 olarak kullanılmıştır. SOC yeterince yüksek olduğunda araç saf elektrikli sürüştedir. SOC düştüğünde menzil uzatıcı etkinleştirilir ve araç güç ihtiyacına göre çalışma noktası sürekli değiştirilir.

Kaynakta bu yöntemin bataryadan geçen elektrik enerjisini ve batarya şarj-deşarj derinliğini azaltabileceği; ancak motor devrinin 900–1575 r/min arasında sık değişmesinin krank mili, biyel ve piston gibi hareketli parçalar üzerinde sürekli değişken yükler oluşturabileceği belirtilmektedir. Bu mekanik ömür değerlendirmesi çalışmada uzun dönem dayanıklılık testiyle nicel olarak doğrulanmış değildir; önerilen stratejinin geliştirilmesindeki mühendislik gerekçesidir.

Sabit hızlı-değişken torklu stratejinin temel yeniliği nedir?

Önerilen strateji güç takipli kontrolün temel SOC mantığını korurken menzil uzatıcının motor devrini sınırlı sayıda çalışma bölgesine indirir. 70–130 kW aralığında güç talebi üç farklı motor devrinde tork değiştirilerek takip edilmektedir.

70–90 kW, 90–110 kW ve 110–130 kW bölgelerinde güç değişimi aynı devir bölgesinde tork değiştirilerek gerçekleştirilmektedir. Güç bölgesi değiştiğinde menzil uzatıcı 1150, 1250 veya 1350 r/min'deki komşu çalışma noktasına geçmektedir. 50 kW ve 150 kW ise sabit güç noktalarıdır.

Batarya SOC'si kontrol mantığında nasıl kullanılıyor?

Önerilen stratejinin SOC eşikleri güç takipli stratejiyle aynıdır: yaklaşık %55 alt sınır ve %60 üst sınır. SOC yeterince yüksekken saf elektrikli sürüş önceliklidir. SOC düştüğünde menzil uzatıcı devreye alınır. Batarya SOC'si minimum eşikten daha da aşağıdaysa araştırmacılar hızlı şarj amacıyla 50 kW minimum noktayı atlayıp menzil uzatıcıyı doğrudan 70–150 kW çalışma bölgesinde kullanmaktadır.

Bu yaklaşımın amacı bataryayı çok geniş bir %30–80 SOC penceresinde çevrimleyen sabit güç stratejisine kıyasla daha dar bir SOC bandında tutmak ve aynı zamanda güç takipli stratejideki kadar geniş devir değişimi oluşturmamaktır.

Fren enerjisi nasıl geri kazanılıyor?

Araç mekanik ve elektrikli frenlemenin birlikte kullanılabildiği bir rejeneratif frenleme stratejisine sahiptir. Mekanik fren sistemindeki ön, orta ve arka aks fren kuvveti dağılımı 4:3:3 olarak belirlenmiştir.

Araç güç talebi negatif olduğunda ve sürücü gaz vermediğinde enerji geri kazanımı başlayabilmektedir. Ancak fren pedalının açıklığı %80'i aşarsa acil frenleme kabul edilmekte, güvenli fren mesafesini sağlamak üzere kavrama açılmakta ve mekanik frenleme öncelik kazanmaktadır. Benzer şekilde batarya SOC'si %80'in üzerindeyse aşırı şarj riskini azaltmak amacıyla yalnız mekanik fren kullanılmaktadır.

CHTC-D test çevrimi nasıl kullanılmıştır?

Üç enerji yönetim stratejisinin karşılaştırılması China Heavy-duty Commercial Vehicle Test Cycle-Dynamic (CHTC-D) çevriminde yapılmıştır. Çalışmada tek çevrimin süresi 1300 s, mesafesi 8,37 km, maksimum hızı 71,4 km/h ve ortalama hızı 23,19 km/h olarak verilmiştir.

Saf elektrikli çalışma simülasyonunda yüksüz araç için 51,6 km sürüş menzili ve 0,96 kWh/km enerji tüketimi; tam yüklü araç için 44,4 km saf elektrikli menzil ve 1,09 kWh/km tüketim hesaplanmıştır.

Araç performans hedefleri karşılandı mı?

AVL Cruise simülasyonunda yüksüz damperli kamyonun maksimum hızı 92,63 km/h, 0–50 km/h hızlanma süresi 7,73 s olarak hesaplanmıştır. Tam yüklü durumda maksimum hız 92,59 km/h ve 0–50 km/h hızlanma süresi 13,17 s'dir. Tam yüklü aracın birinci viteste maksimum tırmanma eğimi %45,92 olarak hesaplanmıştır.

Çalışmanın tasarım hedefi yüksüz maksimum hız için 90 km/h, yüksüz 0–50 km/h hızlanma için 8,0 s ve tam yüklü maksimum eğim için %45'tir. Araştırmacılar ilgili tasarım ile simülasyon değerleri arasındaki hataların %5'in altında olduğunu belirtmektedir.

Çalışma neyi destekliyor?

• Ölçülmüş M100 metanol menzil uzatıcı karakteristiklerinden seçilmiş sınırlı devir bölgeleriyle güç yönetimi oluşturulabileceğini destekliyor.
• AVL Cruise ve MATLAB/Simulink ortak simülasyonunda sabit hızlı-değişken torklu stratejinin üç incelenen strateji arasında en düşük metanol tüketimini verdiğini gösteriyor.
• Önerilen stratejinin menzil uzatıcı çalışırken batarya SOC'sini yaklaşık %55–60 bandında tutabildiğini gösteriyor.
• Güç takipli kontrole göre menzil uzatıcı için kullanılan devir noktalarının 900/1150/1250/1350/1575 r/min ile sınırlandırılabildiğini gösteriyor.
• Model aracın maksimum hız, hızlanma ve tırmanma tasarım gereksinimlerini simülasyonda karşıladığını gösteriyor.

Çalışma neyi kanıtlamıyor?

• 62,53 L/100 km tüketimin gerçek bir damperli kamyonda yol testiyle elde edildiğini göstermiyor.
• Önerilen stratejinin batarya ömrünü kaç yıl veya kaç çevrim uzattığını ölçmüyor.
• Menzil uzatıcının sınırlı devir noktalarıyla çalıştırılmasının motor mekanik ömrüne nicel etkisini dayanıklılık testiyle doğrulamıyor.
• 480 km tahmini menzilin her yük, yol eğimi, ortam sıcaklığı ve görev çevriminde geçerli olduğunu göstermiyor.
• Çin'deki metanol-dizel maliyet oranının başka ülkelere veya farklı tarihlere doğrudan uygulanabileceğini göstermiyor.
• Gerçek araç emisyonlarının üç strateji arasında nasıl değiştiğini gerçek yol emisyon ölçümüyle ortaya koymuyor.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Modelleme ve ortak simülasyon yapısı

Araştırmada damperli kamyonun mekanik ve elektriksel güç aktarma sistemi AVL Cruise ortamında kurulmuştur. Enerji yönetim algoritmaları MATLAB R2022b/Simulink içinde geliştirilmiş; çalışma durumları ve açma-kapama kararları Stateflow bloklarıyla uygulanmıştır. Böylece araç modeli ile kontrol modeli ortak simülasyon içinde birbirine bağlanmıştır.

AVL Cruise tarafında M100 metanol motoru, PMSG, lityum demir fosfat batarya, çekiş motoru, kavrama, dört ileri AMT, transfer kutusu, son dişliler, diferansiyeller, tekerlekler ve fren sistemi modellenmiştir. Simulink tarafı ise SOC, araç güç talebi, menzil uzatıcı minimum/maksimum güç sınırları ve ilgili çalışma durumu kararlarını üretmiştir.

Üç kontrol stratejisinin temel ayarları

18 CHTC-D çevriminde sabit güç stratejisi

Tam yüklü kamyon için simülasyon 18 CHTC-D çevrimine, yani toplam 150,66 km'ye uzatılmıştır. Başlangıç SOC'si %80'dir. Sabit güç stratejisinde SOC %30'un altına indiğinde menzil uzatıcı 100 kW ve 1300 r/min'de çalışmaya başlamıştır.

Simülasyon boyunca menzil uzatıcı üç kez devreye girmiş ve batarya SOC'si %30–80 aralığında tutulmuştur. Simülasyon sonunda SOC yeniden %80 olmuş ve toplam 93,81 L metanol tüketilmiştir.

18 CHTC-D çevriminde güç takipli strateji

Güç takipli stratejide menzil uzatıcı batarya SOC'si %60'ın altına düştüğünde çalışmaya başlamış, araç talebine bağlı olarak 50–150 kW ve 900–1575 r/min arasında çalışmıştır. Menzil uzatıcı etkinleştikten sonra batarya SOC'si yaklaşık %55,4–61,1 aralığında tutulmuştur.

150,66 km'lik simülasyon sonunda batarya SOC'si %59,9 ve toplam metanol tüketimi 95,22 L olarak raporlanmıştır.

18 CHTC-D çevriminde sabit hızlı-değişken torklu strateji

Önerilen stratejide menzil uzatıcı yine SOC %60'ın altına düştüğünde etkinleştirilmiştir. Çıkış gücü 50–150 kW aralığındadır; 70–130 kW arasındaki talep 1150, 1250 ve 1350 r/min'deki bölgelerde tork değiştirilerek izlenmektedir.

Menzil uzatıcı etkinleştikten sonra SOC yaklaşık %55,5–60,1 aralığında kalmış; simülasyon sonunda %59,8 SOC ve toplam 92,32 L metanol tüketimi elde edilmiştir. Aynı 150,66 km simülasyonunda bu toplam tüketim diğer iki stratejiden daha düşüktür.

Tek CHTC-D çevrimindeki güç talebi

Tek CHTC-D çevriminde aracın ortalama hızı 23,19 km/h, maksimum toplam güç talebi 260,23 kW ve ortalama güç talebi 28,16 kW olarak verilmiştir. Menzil uzatıcının maksimum gücü 150 kW'dır.

Güç takipli stratejide çevrim boyunca ortalama menzil uzatıcı çıkış gücü 24,71 kW, sabit hızlı-değişken torklu stratejide ise 24,52 kW olarak hesaplanmıştır.

Üç stratejinin nihai yakıt ekonomisi karşılaştırması

CHTC-D simülasyonunda önerilen sabit hızlı-değişken torklu strateji sabit güç stratejisine göre metanol tüketimini %0,57, güç takipli stratejiye göre ise %3,04 azaltmıştır. Bu sonuç çalışma kapsamındaki kontrol stratejileri, araç modeli ve CHTC-D çevrimi için geçerlidir.

Enerji tüketiminin eşdeğer metanol karşılığı nasıl hesaplanmıştır?

Araştırmacılar bataryadan tüketilen elektrik enerjisini eşdeğer metanol tüketimine dönüştürmek için aşağıdaki ilişkiyi kullanmıştır:

\[ FC_m = \frac{3.6\times10^{5}} {q_m\rho_m S} \left( E_{b0}+\frac{E_{b1}}{\eta_A} \right) \]

Burada \(FC_m\) eşdeğer metanol tüketimini (L/100 km), \(q_m\) metanolün ısıl değerini, \(\rho_m\) metanol yoğunluğunu, \(S\) sürüş mesafesini, \(E_{b0}\) menzil uzatıcı devreye girmeden önceki saf elektrik sürüşünde tüketilen enerjiyi, \(E_{b1}\) menzil uzatıcı ilk kez devreye girdikten sonra tüketilen elektrik enerjisini ve \(\eta_A\) menzil uzatıcının ortalama termal verimini temsil etmektedir.

Çalışmada metanol alt ısıl değeri 21.570 kJ/kg, 20 °C'deki yoğunluğu 0,79 kg/L ve menzil uzatıcının ortalama termal verimi %36 olarak kullanılmıştır.

Eşdeğer dizel tüketimi için kaynakta verilen formül şöyledir:

\[ FC_d = \frac{q_m\rho_m\eta_A} {q_d\rho_d\eta_d} FC_m \]

Formülde metanol ve dizel için ayrı \(m\) ve \(d\) alt indisleri kullanılmıştır. Bununla birlikte kaynak metninde bu denklemin hemen altındaki bazı sembol tanımlarında metanol/dizel alt indisleriyle ilgili editoryal uyuşmazlık bulunmaktadır; bu nedenle burada formülün sembol yapısı korunmuş ve kaynakta bulunmayan bir düzeltme yapılmamıştır.

Yakıt ekonomisi avantajının sınırı nedir?

Çalışma, Çin'deki belirli yakıt fiyatlarını kullanarak M100 metanol menzil uzatılmış kamyonun yakıt maliyetinin benzer dizel menzil uzatılmış kamyonun yaklaşık %60'ı olabileceğini hesaplamaktadır. Bu sonuç yakıt fiyatına doğrudan bağımlıdır ve çalışmanın gerçekleştirildiği bölge ve dönem için yapılan ekonomik karşılaştırmadır. Farklı ülkelerde veya farklı yakıt fiyatı dönemlerinde aynı yüzde beklenemez.

Çalışmanın güçlü yönleri

• Menzil uzatıcı karakteristik haritası laboratuvar ölçümlerine dayanmaktadır.
• Araç, motor-jeneratör ve batarya parametreleri açık biçimde raporlanmıştır.
• Üç farklı enerji yönetim stratejisi aynı araç ve çevrim üzerinde karşılaştırılmıştır.
• Kontrol kararları, SOC eşikleri, güç bölgeleri ve devir noktaları açıkça tanımlanmıştır.
• Araç güç performansı ve enerji ekonomisi ayrı ayrı değerlendirilmiştir.
• Önerilen stratejinin yalnız yakıt tüketimi değil SOC davranışı ve menzil uzatıcı devir değişimi açısından gerekçesi sunulmuştur.

Temel sınırlılıklar

• Önerilen kontrol stratejisinin nihai yakıt ekonomisi sonuçları araç simülasyonuna dayanmaktadır.
• Gerçek araç üzerinde kontrol stratejisi doğrulaması henüz yapılmamıştır.
• Batarya ömrü avantajı uzun dönem çevrim testiyle nicel olarak ölçülmemiştir.
• Menzil uzatıcının mekanik dayanıklılığına ilişkin iddia uzun süreli motor dayanıklılık testiyle doğrulanmamıştır.
• CHTC-D Çin ağır ticari araç çalışma çevrimidir; diğer görev çevrimlerinde sonuç değişebilir.
• Yakıt maliyeti karşılaştırması çalışmada kullanılan bölgesel yakıt fiyatlarına bağlıdır.
• Çalışmada önerilen güç/devir bölgelerinin ayrıca optimizasyon ve duyarlılık analizine tabi tutulması gelecek çalışma olarak belirtilmiştir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Tam özgün çalışma adı: A Constant-Speed and Variable-Torque Control Strategy for M100 Methanol Range-Extended Electric Dump Trucks

Yazarlar: Jian Zhang; Yanbo Dai; Xiqing Zhang; Wei Zhao; Yong Shu.

Yazar sırası: Kaynak çalışmadaki sıra aynen korunmuştur.

Eş katkı/eş birinci yazar: Kaynakta eş katkı veya eş birinci yazarlık bildirimi bulunmamaktadır.

Sorumlu yazarlar: Jian Zhang ve Xiqing Zhang.

Kurumlar:

1. School of Vehicle and Transportation Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan, China.
2. CNPC Jichai Power Company Limited, Jinan, China.
3. School of Mechanical Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan, China.

Dergi: Vehicles.

Yayınevi: MDPI.

Cilt / sayı / makale numarası: 7 / 4 / 141.

DOI: 10.3390/vehicles7040141

Gönderim tarihi: 9 Ekim 2025.

Revizyon tarihi: 24 Kasım 2025.

Kabul tarihi: 24 Kasım 2025.

Yayın tarihi: 28 Kasım 2025.

Kaynak türü ve hakemlik: Hakemli araştırma makalesi. Vehicles hakemli açık erişimli bilimsel dergidir.

Resmî yayın bağlantısı:https://www.mdpi.com/2624-8921/7/4/141

DOI bağlantısı:https://doi.org/10.3390/vehicles7040141

Lisans: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). Makale açık erişimlidir.

Finansman: Çalışma; Science and Technology Innovation Plan of Colleges and Universities of Shanxi Province of China (2024L232), Excellent Doctoral Award Fund for Working in Shanxi (20242037), Doctoral Startup Foundation of Taiyuan University of Science and Technology (20232113), Billion-Yuan Project for Higher Education in Shanxi Province (20242083), Shanxi Engineering Research Center of Internal Combustion Engine Power Technology ve Advanced Technology Innovation Center of Zero Carbon Power Special Vehicle tarafından desteklenmiştir.

Veri erişilebilirliği: Yazarlar, sonuçları destekleyen ham verilerin talep üzerine sağlanacağını belirtmektedir.

Çıkar çatışması: Yanbo Dai'nin CNPC Jichai Power Company Limited çalışanı olduğu bildirilmiştir. Yazarlar, çalışmayı etkileyebilecek bilinen rekabetçi mali çıkar veya kişisel ilişki bulunmadığını beyan etmektedir.

Yazar katkıları: Veri düzenleme Y.D.; ilk taslak J.Z. ve W.Z.; inceleme ve düzenleme X.Z.; finansman edinimi Y.S. olarak bildirilmiştir.

Yöntemsel kaynak sınırı: M100 metanol menzil uzatıcının temel performans haritası ve bazı performans değerleri laboratuvar testlerinden elde edilmiştir. Araç güç sistemi ve üç enerji yönetim stratejisinin CHTC-D karşılaştırması AVL Cruise ile MATLAB R2022b/Simulink ortak simülasyonuna dayanmaktadır. Bu nedenle kontrol stratejisinin yakıt tüketimi ve sürüş menzili sonuçları gerçek araç yol testi olarak yorumlanmamalıdır.

Gelecek çalışma: Araştırmacılar güç aralıkları ile üç sabit çalışma devrini optimizasyon değişkeni olarak ele almayı, duyarlılık analizi gerçekleştirmeyi, menzil uzatıcının start-stop ve değişken güç testlerini yapmayı ve sonrasında gerçek araç testlerine temel oluşturmayı planlamaktadır.

Kaynak içindeki önemli tutarsızlıklar

• Çalışma sabit hızlı-değişken torklu stratejinin ekonomik ve verimli bölgesini “metanol tüketimi <462 g/kWh” koşuluyla tanımlamaktadır. Buna karşın Tablo 8'de 1150 r/min ve 70–90 kW düşük güç bölgesi için 462,08–477,20 g/kWh aralığı verilmektedir. Bu nedenle tablonun bu kısmı ifade edilen 462 g/kWh sınırıyla tam olarak uyuşmamaktadır.
• Bölüm 4.5'in bazı cümlelerinde önerilen kontrol “fixed torque control strategy” olarak adlandırılmaktadır; ancak çalışmanın başlığı, Bölüm 3.5, Şekil 14–17 ve temel kontrol mantığı sabit hızlı-değişken torklu stratejiyi tanımlamaktadır. Bu terminoloji farkı sessizce düzeltilmemiştir.
• Eşdeğer dizel tüketimi Denklem (2)'nin formülünde metanol ve dizel değişkenleri \(m\) ve \(d\) alt indisleriyle ayrılmışken denklemin hemen sonraki metin açıklamasında bazı değişken adları ve yakıt tanımları birbiriyle uyuşmamaktadır. Formül aynen korunmuş, kaynakta bulunmayan düzeltilmiş bir denklem oluşturulmamıştır.

Bilimsel içerik notu: Bu Verianla makalesindeki deneysel değerler, simülasyon sonuçları, sayısal karşılaştırmalar, kontrol eşikleri ve bilimsel sonuçlar incelenen kaynak çalışmaya dayanmaktadır. Dış bibliyografik doğrulama yalnız çalışma kimliği ve yayın durumunu doğrulamak amacıyla kullanılmış; ana bilimsel içeriğe dış bulgu eklenmemiştir.

Verianla Live notu: Live bileşenlerinde kullanılan 62,89; 64,49 ve 62,53 L/100 km değerleri kaynak çalışmanın Tablo 10'undan, güç/devir bölgeleri ise Tablo 8 ve Bölüm 3.5'ten alınmıştır. Kaynakta bulunmayan ara veri, interpolasyon veya çalışma noktası oluşturulmamıştır. Görünür tablolar bilimsel kaynak-of-truth olarak korunmaktadır.