Herkese Merhaba,
Gerek kişisel ilgi alanım gerekse mesleğim dolayısıyla biraz bilgi sahibi olduğumu düşündüğüm için e-Golf’ün elektrik alt yapısından bahsetmek istiyorum. Türkçe kaynaklara baktığımda e-Golf hakkında katalog bilgilerinden derlenmiş yüzeysel bilgilerin haricinde detay bilgi bulamadım. Forumdaki bilgi paylaşma kültürünü gördüğüm ve taktir ettiğimden dolayı eski dosyalarımı biraz karıştırarak bu yazı ile kendi alanımdan bilgi paylaşmak istedim, umarım faydalı olur.
Sıkıcı olmaması adına teknik bilgiye çok fazla girmeden genel hatlarıyla e-Golf’ün elektrikli tahrik sistemi bahsederek içten yanmalı motorlu Golf’ten farklarını anlatmaya çalışacağım. 2 bölüm şeklinde olacak, ilk bölüm için hazırsanız başlayalım.
e-Golf’ün sahip olduğu elektrikli tahrik sistemine (motor, şanzıman, elektronik bileşenler vs) bakacak olursak Volkswagen’in elektrifikasyon yol haritasında önemli bir mihenk taşı olduğu gözüküyor. Tabii bu yolda e-Up!’tan bahsetmezsem olmaz. VW’nin ilk seri üretim saf elektrikli aracı olan e-Up! 2013’te satışa çıkıyor, 2014 ilkbaharında ise e-Golf satışa başlıyor. e-Up! Ve e-Golf elektrikli tahrik sistemi açısından benzer bir mimariye sahip olmakla birlikte aralarında güç farkı mevcut.
2010’lu yılların başında hemen hemen bütün firmalara baktığımda modüler sistemler üzerine çalıştığını görüyorum. Gerek taşıt platformları gerekse güç ünitelerinde bu çalışmaların izleri görülüyor. Gayet anlaşılabilir bir tercih çünkü modüler sistemler sayesinde yeni bir aracın tasarım süresi ve maliyetleri azalıyor. Modüler sistem geliştirme akımına ayak uyduran VW’de elektrikli tahrik sistemi geliştirerek ilk denemelerini e-Up! ve e-Golf ile yapıyor.
VW’nin modüler elektrikli tahrik sisteminde ana yapı aynı kalmak şartı ile segment değişikliğine bağlı olarak aracın güç ihtiyacındaki değişikliğe göre elektrik motoru, şanzıman dişli oranı, batarya paketi ve motor sürücüsü revize ediliyor.
e-Golf’ün elektrik motoru için sabit mıknatıslı senkron motor yapısı tercih edilmiş. Sıvı soğutma kanallarına sahip alüminyum motor gövdesi elektrik motorunun dışında yer alıyor. 85 kW gücünde olan motorun max torku 270 Nm. Elektrik motoru tasarımının optimize edildiği noktaya baktığımda 60-70 km/h hız ve 70-80 Nm tork aralığında olduğunu görüyorum. Aracın menzilini de düşünecek olursak motorun optimize edildiği değerler şehir içi kullanıma uygun gözüküyor, mantıklı bir tercih. Motorun fotoğraflarını gördüğümde dikkatimi çeken ve bana mantıksız gelen en büyük şey statoru olmuştu. Kişisel düşüncem tasarımındaki tercih dönemin üretim şartlarına göre yapıldığı küçük bir ihtimal ise üretim maliyetlerini düşürmek olabilir. 2010'lu yıllarda tasarlanmış bir araçtan bahsettiğimizi de unutmamak lazım, üretim teknolojisi ciddi anlamda gelişti, bunu da markanın yapmış olduğu üretim iş birlikleriyle görebiliyoruz.
Elektrikli tahrik sistemi stratejisi ve elektrik motorundan bahsettiğim ilk bölümü burada bitiriyorum. İlk fırsatta batarya, motor sürücüsü, şanzıman ve içten yanmalı motorlu Golf ile karşılaştırmasından bahsetmeyi düşünüyorum. Görüşmek üzere.
Bölüm 2
e-Golf’ün elektrikli tahrik sisteminde yer alan diğer bir temel bileşen motor sürücüdür. Motor sürücünün temel görevi bataryada depolanan enerjiyi (DC) sürücünün komutlarına göre uygun forma çevirerek (AC) motora aktarmak. Aracın sürücüsünden gelen komutlara (ivmelenme, yavaşlama, istenilen hız değerine çıkarma) göre motor sürücüsü güvenli bir şekilde motoru kontrol eden kısımdır. Kısaca gaza bastığımız zaman ne kadar bastığımızı ölçerek aracın hızının istenilen değere çıkarılmasını sağlar. e-Golf’ün motor sürücünün güvenli maksimum çalışma gerilimi 360V, faz akımı ise 430A ile sınırlandırılmış. Faz akımı sınırı aracın ivmelenmesi veya maksimum tork değeri için önemli bir parametredir, elektronik bileşenler daha yüksek akıma dayanıklı olsa da sistem güvenliği için limitleri biraz daha düşük tutmuşlar. Motor sürücüsünde kullanılan bileşenlere baktığım zaman geliştirildiği dönem için teknolojik sayılsa da günümüz şartları için eski bir teknoloji oluyor. Eski teknoloji olması bugün kullanılmayacağı anlamına gelmiyor tabii maliyet açısından avantaj yaratmakla birlikte verim seviyesi düşük ( tahminimce %94 seviyesinde) olması araç menzili açısından dezavantaj yaratıyor.
e-Golf’ü geliştirilirken elektrikli tahrik sisteminin akustik karakteristiğine çok ciddi özen gösterilmiş. Aracın şanzımanı inceldiğimiz zaman rulman yapısı, şanzıman dişli oranı seçimi,dişlilerin birbirine geçme töleransı, üretim ve montaj töleranslarına özel olarak çalışıldığını görüyoruz. Elektrik motorunun maksimum hızı dikkate alınarak motor ve şanzımanın doğal frekansını üst üste binmeyecek şekilde şanzıman dişli oranı belirlenmiş. Elektrik motorunu şaftı ile şanzımanın birleştiği noktanın arayüzündeki spline yapısındaki üretim töleransları da düşürülerek akustik davranışa katkı sağlamaya çalışılmış. Her tasarım aşamasında bunlara dikkat edilmiyor mu derseniz tabii ki dikkat ediliyor fakat üretim töleranslarının düşmesi demek hem tasarım hem üretim hemde montaj süresini dolayısıyla da maliyeti arttırıyor. Hassasiyetlerin artması üretim sürecini veya yöntemini değiştirebilir bunun haricinde üretilen parçanın kalite&kontrol sürecini ve maliyetlerini de arttırabilir. Örneğin Peugeot 301 ile 508’e bakacak olursak kaporta parçalarının birbirleri arasındaki boşluklar ve bu boşlukların sabit bir şekilde devam etmesi farklı olacaktır. Çamurluk ve motor kaputu arasındaki boşluğun 301’de 508’e göre daha fazla olması ve düzensiz bir şekilde devam etmesi maliyeti düşürmek için montaj töleranslarının arttırıldığının bir göstergesidir.
MQB üzerine geliştirilen e-Golf’te en büyük problemlerden birisi içten yanmalı motor için geliştirilen bir platforma elektrikli araç bileşenlerinin yerleştirilmesiydi. Bundan dolayı batarya ekibi araçta yer alan boşluklara göre batarya paketini optimize etmeye bayağı emek harcamıştır. Koltukların altı, bagaj ve şaft tünelindeki boşlukları kullanarak tasarlanan batarya paketi herhangi bir soğutma sistemine sahip değildir. Batarya paketi 24,2 kW gücünde olup 318 kg ağırlığındadır. 2010’lu yıllarda geliştirilen araçların çoğundaki en büyük dezavantaj özgün bir platforma sahip olmamasıdir. Bazen kendi kendime firmalar birkaç yıl daha bekleyip özgün elektrikli araç mimarisi üzerinden geliştirdikleri elektrikli modeller ile piyasaya girmediler diye düşünüyorum, aklıma gelen ilk düşünce az sayıda da olsa sattıkları araçlardan sürüş datası toplamak, know-how kazanmak ve belki de Tesla’nın piyasayı domine etmesinin önüne geçmek olabilir. Doğru olmayabilir bu düşünce, araştırmadım sadece kişisel yorumum.
e-Golf’ün elektrik motoru, motor sürücüsü ve şanzıman yapısını inceledikten sonra içten yanmalı motorlu Golf’ten farkına biraz bakalım. Aracın içerisindeki en büyük fark sürücü bilgi sistemlerinde görülüyor. Hız göstergesi elektrikli araca göre revize edilerek güç göstergesi, yakıt ve devir göstergesinin yerine ise batarya gücü ve şarj durumu eklenmiş. Ayrıca aracın frenleme sırasındaki enerji kazanım durumu da yine gösterge paneline yer alıyor. E-Golf’te Normal, Eco ve Eco+ olmak üzere 3 farklı sürüş modu mevcut. Bunlar modlar sürüş performansları ve iklimlendirme sistemlerin açık- kapalı olması durumuna göre farklılaştırılmış, Normal mod maximum sürüş performansı verirken Eco+ önemli ölçüde sürüş performansını düşürüyor. Ayrıca fren pedalına basmadan da aracın hızı 4 aşamalı olacak şekilde azaltılabiliyor.
e-Golf’ün elektrikli tahrik sistemini tanıdıktan sonra birazda üretim maliyetlerinden bahsedecek olursam ;
İçten Yanmalı Motor Bileşenleri:1700 $
İçten Yanmalı Motor Yardımcı Bileşenleri:1300 $
Şanzıman:600$
Egzoz Sistemi:520$
Sensörler ve Motor Kontrol Ünitesi(ECU): 310$
İçten yanmalı motorlu bir Golf'ün tahrik sistemi yaklaşık 4500$ civarı oluyor. Elektrikli tahrik sistemi maliyeti ise net olmamakla birlikte 3800$ civarında oluyor. Batarya maliyeti olmadığı durumda elektrikli tahrik sistemi daha ekonomik gözüküyor.
Not: Burada paylaştığım bilgiler temel olarak otomotiv mühendislik firmalarının benchmark raporları, yurt dışındaki üniversitelerin paylaştığı araştırma raporları, uluslararası motor sempozyumlarda yapılan sunumlara dayanmakla birlikte kişisel yorumlarımı da içermektedir. Yanlış yada eksik olduğunu düşündüğünüz bir yer var ise mesaj atarsanız tartışabiliriz. Teşekkürler.
Gerek kişisel ilgi alanım gerekse mesleğim dolayısıyla biraz bilgi sahibi olduğumu düşündüğüm için e-Golf’ün elektrik alt yapısından bahsetmek istiyorum. Türkçe kaynaklara baktığımda e-Golf hakkında katalog bilgilerinden derlenmiş yüzeysel bilgilerin haricinde detay bilgi bulamadım. Forumdaki bilgi paylaşma kültürünü gördüğüm ve taktir ettiğimden dolayı eski dosyalarımı biraz karıştırarak bu yazı ile kendi alanımdan bilgi paylaşmak istedim, umarım faydalı olur.
Sıkıcı olmaması adına teknik bilgiye çok fazla girmeden genel hatlarıyla e-Golf’ün elektrikli tahrik sistemi bahsederek içten yanmalı motorlu Golf’ten farklarını anlatmaya çalışacağım. 2 bölüm şeklinde olacak, ilk bölüm için hazırsanız başlayalım.
e-Golf’ün sahip olduğu elektrikli tahrik sistemine (motor, şanzıman, elektronik bileşenler vs) bakacak olursak Volkswagen’in elektrifikasyon yol haritasında önemli bir mihenk taşı olduğu gözüküyor. Tabii bu yolda e-Up!’tan bahsetmezsem olmaz. VW’nin ilk seri üretim saf elektrikli aracı olan e-Up! 2013’te satışa çıkıyor, 2014 ilkbaharında ise e-Golf satışa başlıyor. e-Up! Ve e-Golf elektrikli tahrik sistemi açısından benzer bir mimariye sahip olmakla birlikte aralarında güç farkı mevcut.
2010’lu yılların başında hemen hemen bütün firmalara baktığımda modüler sistemler üzerine çalıştığını görüyorum. Gerek taşıt platformları gerekse güç ünitelerinde bu çalışmaların izleri görülüyor. Gayet anlaşılabilir bir tercih çünkü modüler sistemler sayesinde yeni bir aracın tasarım süresi ve maliyetleri azalıyor. Modüler sistem geliştirme akımına ayak uyduran VW’de elektrikli tahrik sistemi geliştirerek ilk denemelerini e-Up! ve e-Golf ile yapıyor.
VW’nin modüler elektrikli tahrik sisteminde ana yapı aynı kalmak şartı ile segment değişikliğine bağlı olarak aracın güç ihtiyacındaki değişikliğe göre elektrik motoru, şanzıman dişli oranı, batarya paketi ve motor sürücüsü revize ediliyor.
e-Golf’ün elektrik motoru için sabit mıknatıslı senkron motor yapısı tercih edilmiş. Sıvı soğutma kanallarına sahip alüminyum motor gövdesi elektrik motorunun dışında yer alıyor. 85 kW gücünde olan motorun max torku 270 Nm. Elektrik motoru tasarımının optimize edildiği noktaya baktığımda 60-70 km/h hız ve 70-80 Nm tork aralığında olduğunu görüyorum. Aracın menzilini de düşünecek olursak motorun optimize edildiği değerler şehir içi kullanıma uygun gözüküyor, mantıklı bir tercih. Motorun fotoğraflarını gördüğümde dikkatimi çeken ve bana mantıksız gelen en büyük şey statoru olmuştu. Kişisel düşüncem tasarımındaki tercih dönemin üretim şartlarına göre yapıldığı küçük bir ihtimal ise üretim maliyetlerini düşürmek olabilir. 2010'lu yıllarda tasarlanmış bir araçtan bahsettiğimizi de unutmamak lazım, üretim teknolojisi ciddi anlamda gelişti, bunu da markanın yapmış olduğu üretim iş birlikleriyle görebiliyoruz.
Elektrikli tahrik sistemi stratejisi ve elektrik motorundan bahsettiğim ilk bölümü burada bitiriyorum. İlk fırsatta batarya, motor sürücüsü, şanzıman ve içten yanmalı motorlu Golf ile karşılaştırmasından bahsetmeyi düşünüyorum. Görüşmek üzere.
Bölüm 2
e-Golf’ün elektrikli tahrik sisteminde yer alan diğer bir temel bileşen motor sürücüdür. Motor sürücünün temel görevi bataryada depolanan enerjiyi (DC) sürücünün komutlarına göre uygun forma çevirerek (AC) motora aktarmak. Aracın sürücüsünden gelen komutlara (ivmelenme, yavaşlama, istenilen hız değerine çıkarma) göre motor sürücüsü güvenli bir şekilde motoru kontrol eden kısımdır. Kısaca gaza bastığımız zaman ne kadar bastığımızı ölçerek aracın hızının istenilen değere çıkarılmasını sağlar. e-Golf’ün motor sürücünün güvenli maksimum çalışma gerilimi 360V, faz akımı ise 430A ile sınırlandırılmış. Faz akımı sınırı aracın ivmelenmesi veya maksimum tork değeri için önemli bir parametredir, elektronik bileşenler daha yüksek akıma dayanıklı olsa da sistem güvenliği için limitleri biraz daha düşük tutmuşlar. Motor sürücüsünde kullanılan bileşenlere baktığım zaman geliştirildiği dönem için teknolojik sayılsa da günümüz şartları için eski bir teknoloji oluyor. Eski teknoloji olması bugün kullanılmayacağı anlamına gelmiyor tabii maliyet açısından avantaj yaratmakla birlikte verim seviyesi düşük ( tahminimce %94 seviyesinde) olması araç menzili açısından dezavantaj yaratıyor.
e-Golf’ü geliştirilirken elektrikli tahrik sisteminin akustik karakteristiğine çok ciddi özen gösterilmiş. Aracın şanzımanı inceldiğimiz zaman rulman yapısı, şanzıman dişli oranı seçimi,dişlilerin birbirine geçme töleransı, üretim ve montaj töleranslarına özel olarak çalışıldığını görüyoruz. Elektrik motorunun maksimum hızı dikkate alınarak motor ve şanzımanın doğal frekansını üst üste binmeyecek şekilde şanzıman dişli oranı belirlenmiş. Elektrik motorunu şaftı ile şanzımanın birleştiği noktanın arayüzündeki spline yapısındaki üretim töleransları da düşürülerek akustik davranışa katkı sağlamaya çalışılmış. Her tasarım aşamasında bunlara dikkat edilmiyor mu derseniz tabii ki dikkat ediliyor fakat üretim töleranslarının düşmesi demek hem tasarım hem üretim hemde montaj süresini dolayısıyla da maliyeti arttırıyor. Hassasiyetlerin artması üretim sürecini veya yöntemini değiştirebilir bunun haricinde üretilen parçanın kalite&kontrol sürecini ve maliyetlerini de arttırabilir. Örneğin Peugeot 301 ile 508’e bakacak olursak kaporta parçalarının birbirleri arasındaki boşluklar ve bu boşlukların sabit bir şekilde devam etmesi farklı olacaktır. Çamurluk ve motor kaputu arasındaki boşluğun 301’de 508’e göre daha fazla olması ve düzensiz bir şekilde devam etmesi maliyeti düşürmek için montaj töleranslarının arttırıldığının bir göstergesidir.
MQB üzerine geliştirilen e-Golf’te en büyük problemlerden birisi içten yanmalı motor için geliştirilen bir platforma elektrikli araç bileşenlerinin yerleştirilmesiydi. Bundan dolayı batarya ekibi araçta yer alan boşluklara göre batarya paketini optimize etmeye bayağı emek harcamıştır. Koltukların altı, bagaj ve şaft tünelindeki boşlukları kullanarak tasarlanan batarya paketi herhangi bir soğutma sistemine sahip değildir. Batarya paketi 24,2 kW gücünde olup 318 kg ağırlığındadır. 2010’lu yıllarda geliştirilen araçların çoğundaki en büyük dezavantaj özgün bir platforma sahip olmamasıdir. Bazen kendi kendime firmalar birkaç yıl daha bekleyip özgün elektrikli araç mimarisi üzerinden geliştirdikleri elektrikli modeller ile piyasaya girmediler diye düşünüyorum, aklıma gelen ilk düşünce az sayıda da olsa sattıkları araçlardan sürüş datası toplamak, know-how kazanmak ve belki de Tesla’nın piyasayı domine etmesinin önüne geçmek olabilir. Doğru olmayabilir bu düşünce, araştırmadım sadece kişisel yorumum.
e-Golf’ün elektrik motoru, motor sürücüsü ve şanzıman yapısını inceledikten sonra içten yanmalı motorlu Golf’ten farkına biraz bakalım. Aracın içerisindeki en büyük fark sürücü bilgi sistemlerinde görülüyor. Hız göstergesi elektrikli araca göre revize edilerek güç göstergesi, yakıt ve devir göstergesinin yerine ise batarya gücü ve şarj durumu eklenmiş. Ayrıca aracın frenleme sırasındaki enerji kazanım durumu da yine gösterge paneline yer alıyor. E-Golf’te Normal, Eco ve Eco+ olmak üzere 3 farklı sürüş modu mevcut. Bunlar modlar sürüş performansları ve iklimlendirme sistemlerin açık- kapalı olması durumuna göre farklılaştırılmış, Normal mod maximum sürüş performansı verirken Eco+ önemli ölçüde sürüş performansını düşürüyor. Ayrıca fren pedalına basmadan da aracın hızı 4 aşamalı olacak şekilde azaltılabiliyor.
e-Golf’ün elektrikli tahrik sistemini tanıdıktan sonra birazda üretim maliyetlerinden bahsedecek olursam ;
İçten Yanmalı Motor Bileşenleri:1700 $
İçten Yanmalı Motor Yardımcı Bileşenleri:1300 $
Şanzıman:600$
Egzoz Sistemi:520$
Sensörler ve Motor Kontrol Ünitesi(ECU): 310$
İçten yanmalı motorlu bir Golf'ün tahrik sistemi yaklaşık 4500$ civarı oluyor. Elektrikli tahrik sistemi maliyeti ise net olmamakla birlikte 3800$ civarında oluyor. Batarya maliyeti olmadığı durumda elektrikli tahrik sistemi daha ekonomik gözüküyor.
Not: Burada paylaştığım bilgiler temel olarak otomotiv mühendislik firmalarının benchmark raporları, yurt dışındaki üniversitelerin paylaştığı araştırma raporları, uluslararası motor sempozyumlarda yapılan sunumlara dayanmakla birlikte kişisel yorumlarımı da içermektedir. Yanlış yada eksik olduğunu düşündüğünüz bir yer var ise mesaj atarsanız tartışabiliriz. Teşekkürler.
Moderatör tarafında düzenlendi:
, emeğinize sağlık