Teknik Makaleler

Yakıt Hücreliler, Hybridler, Elektrikli Arabalar nasıl çalışır? Farkları ne?

Kaan Bozkurt
Ekleyen Kaan Bozkurt

Elektrikli motorla çalışan arabalarda farklı yaklaşımlar mevcut. Hepsinin farklı kategorisi var. Genel anlamda 4 ana kategoriye ayırabiliriz. Elektrikli araba(EV), conventional hybrid yani Türkçesi geleneksel melez/hibrit (hybrid-HEV), plug-in hybrid yani fişli melez/hibrit (PHEV) ve yakıt hücreli elektrikli araba olarak ayrılıyorlar.

1. Elektrikli Arabalar(EV): Sadece elektrikli motoru ve bataryası bulunan bu tip arabaların bataryalarını şarj etmenin tek yolu şarj istasyonu veya şehir şebekesidir. Elektrikli motor da bu bataryalardaki enerjiyi kullanır. Hiçbir şekilde yakıt alımı ve kullanımı olmadığı için emisyonsuz arabalar olarak geçerler ve emisyonsuzlar çetesinin en önemli üyesidirler.

2. Geleneksel Hibritler(Hybrid – HEV): Bu tip araçlarda elektrikli arabalardaki gibi elektrikli bir motor ve batarya düzeneği yer alırken, bataryaları EV’lerdeki gibi dışarıdan şarj etmek için bir sistem/düzenek yoktur. Bataryaların şarjı için içten yanmalı normal bir motor kullanılır. Bu tür arabalarda hem elektrikli hem de içten yanmalı motor yer alır. Hibritler de güç aktarımı yönünden 3e ayrılırlar.

2.a. Seri Hibrit: Bu modda sadece elektrikli motor/motorlar aracı hareket ettirir. İçten yanmalı motor ise sadece enerji üretimi için kullanılır. Bir jeneratör ile içten yanmalı motor yardımıyla elektrik üretilir.

2.a. Paralel Hibrit: Elektrikli ve içten yanmalı motor şanzımana bağlıdır ve ikisi de aracı hareket ettirir. Bu modda aynı zamanda bir içten yanmalı motordan güç alan jeneratör ile bataryalar şarj edilir. Burada amaç düşük hızlarda elektrikli motorun yüksek torku ile küçük hacimli ve yüksek verimli içten yanmalı motorun yüksek hızda gücünü kullanarak normal araç kullanımında minimum yakıt tüketimi sağlamaktır. Yani örnekle anlatmak gerekirse; 1.6lt motorlu arabanın dengi olarak 1.3lt motor + elektrik motorlu arabanın aynı sürüş imkanını çok daha az yakıt tüketimi ile sağlamak.

2.c. Karışık Hibrit: Seri-paralel hibrit olarak da geçerler. Gerektiğinde sadece yeterli güce sahip elektrikli motorla kullanılabilen yüksek güç ve hız gerektiğinde de paralel modda çalışabilen hibritlerdir. Kullanıcının gaz pedalına basma oranına göre otomatik mod seçimi yapabilir. Manuel olarak da kullanıcın istediği modu seçme imkanı vardır. Sürekli paralel modda çalışacak şekilde tasarlanan hibritlere göre karışık hibrit daha iyi yakıt ekonomisi sağlamaktadır ancak daha maliyetlilerdir.

3. Fişli Hibritler(Plug-in Hybrid – PHEV): Geleneksel hibritlerle birebir aynı mantıkla çalışan ve aynı güç aktarım versiyonlarda olabilen PHEV’lerin tek farkı şehir şebekesi veya şarj istasyonundan bataryalarının şarj edilebilmesidir. Sadece ekstradan bir çevirici(inverter) barındırarak şebeke elektriği ile şarj edilebilirler. Elektrikli motorları hibritlere göre biraz daha güçlüdür, 50-60km gibi kısa mesafeleri sadece elektrikli motorla gidebilir ancak uzun mesafelerde, yüksek hızlarda veya şarj etmeme durumunda yine içten yanmalı motorla hareket sağlanır.

Geleneksel hibrit ve plug-in hibritlerin elektrikli arabalara göre avantajı daha iyi menzile sahip olmalarıdır.

Japonların gururu Mitsubishi Outlander PHEV’in çalışma prensibi:

4. Yakıt Hücreli Elektrikli Arabalar(Hydrogen EV veya FCV): Hidrojen gazının oksijenle yakılması ortaya çıkan enerji ile elektriğe çevrilerek elektrikli motoru beslemesi ve bataryaları şarj etmesi sağlanır. Yakıt hücreleri sayesinde bir içten yanmalı motor kadar menzil sağlamakla birlikte ciddi anlamda emisyonu düşürmektedir. Bizim cahil gazetecilerin suyla veya hidrojenle çalışan araba dedikleri şey bu araçlardır.

Ancak Tesla Motors’un CEO’su Elon Musk bu sistemi yerden yere vurup beğenmemektedir. Yakıt hücreli araçların öncüsü Toyota Mirai’nin iç yapısı:

Bütün bu elektrikli araba sistemlerinde frenlerden enerji kazanım sistemi yer almaktadır. Direkt kaynaktan yola çıkarak enerji verimliliği üzerine Toyotanın hazırlamış olduğu bir tabloya göre en verimli olan FCV’lermiş…

Yukarıda bi kaç kere bahsetmiş olduğum tork farkını güzelce özetleyen bir grafik:

Editör Hakkında

Kaan Bozkurt

Kaan Bozkurt

1992 doğumlu, özel bir şirkette yazılım mühendisi olarak çalışmaktayım, küçüklüğümde F1 izleyerek başlayan otomobil tutkum şimdilerde ustayla beraber araç altına girip yağ kir pas aldırış etmeden tamir etmeye kadar gitti :)
Ağustos böceği kıvamında bir Colt CZ3 sahibiyim.