DERGİDEN

FİGES İLERİ MÜHENDİSLİK VEARGE TEKNOLOJİLERİ DERGİSİ2014-2 / Sayı: 5(Temmuz-Ağustos-Eylül 2014)

ISSN: 2147-9550FİGES A.Ş. Adına SahibiYönetim Kurulu Başkanı Dr. Tarık Öğüt

Sorumlu Yazı İşleri MüdürüDr. Tarık ÖğütTarik.Ogut@figes.com.tr

Yayını HazırlayanlarCavit ÇınarNesrin Güven

Yönetim YeriFİGES A.Ş.Ulutek Teknoloji Geliştirme Bölgesi,Uludağ Üniversitesi Görükle Kampüsü,16059 Nilüfer Bursa

Telefon : +90 224 280 8525Faks : +90 224 280 8532

www.figes.com.tr

TEKNİK HİZMETLERYayına Hazırlama ve TasarımUMSA Prodüksiyon Ltd. Şti. Telefon: +90 312 225 4173Basım YeriAda Ofset Matbaacılık San. ve Tic. Ltd. Şti.Litros Yolu 2. Matbaacılar SitesiE Blok No: ZE-2 Kat:1Topkapı / İSTANBULTelefon: +90 212 567 1242Matbaa Sahibi: Kemal KabaoğluYayın TürüYerel Süreli Türkçe İngilizce Bilimsel Yayın

3 ayda bir yayımlanır.Dergide Yayımlanan Yazı, Fotoğraf, Harita, İllüstrasyon ve Konuların Her HakkıSaklıdır. Kaynak Gösterilmek şartıyla Alıntı Yapılabilir. Yayınlanan Eserlerin Sorumluluğu Eser Sahiplerine Aittir.

Aksi belirtilmedikçe tüm görseller:© ANSYS, MATHWORKS ve FİGES

Para ile satılmaz

Değerli AR-GE Dergisi okuyucuları,

Bugün, Türk otomotiv sanayinin, üretim teknolo-jileri ve ürün kalitesi açısından, dünyanın öndegelen otomotiv ülkelerindeki sanayi düzeyine

ulaştığını gururla söyleyebiliriz. Tedarik sanayimizin Co-Design yeteneğinin ise devletin sağladığı Ar-Ge teşvik-leri, Ar-Ge Merkezlerinin yaygınlaşması ve otomotiv anafirmalarının bu yöndeki zorlayıcı talepleri ile her geçen günbiraz daha gelişmekte olduğunu büyük memnuniyetle gözlemlemekteyiz.Dünyanın önde gelen otomotiv şirketlerinin beyanlarına göre, sadece 5-6 yıl sonra, otonomgiden "akıllı" araçlar kara yollarında yerlerini alacaktır. Bu beyanlardan otomotiv yan sa-nayimiz açısından alınması gereken mesaj; Otomotiv Sensörleri, Otomotiv Radarları, Na-vigasyon Sistemleri, Gömülü Yazılımlar, Gece Görüş Sistemleri vb. geliştiren ve üretenşirketlerimizin ortaya çıkması için gerekli ticari ekosistemin acilen oluşturulmasıdır.Günümüzde, bir otomobilin maliyetinin %40'ı elektrik-elektronik ve gömülü yazılımlardanoluşmaktadır. Bu oran, hibrit araçlarda %50'nin üstüne çıkmakta olup, 2020 yıllarında isebu oranın %70'lere tırmanması öngörülmektedir. Büyük çoğunluğu uluslararası şirketlerdenoluşan Türk otomotiv ana sanayi, bu gelişmeler çerçevesinde, elbette yeni ürünlerle Tür-kiye'de ve uluslararası piyasalarda yerini alacaktır. Bunun tam tersine, büyük çoğunluğuyerli sermayeli olan yan sanayimiz için ise alınması gereken acil tedbirler vardır. Taşıt Araç-ları Yan Sanayicileri Derneği (TAYSAD)'ne üye şirket sayısı 330 olup, bu şirketlerdenyerli sermayeli olanlarının büyük çoğunluğu, bugün itibariyle sadece mekanik ürünler imaletmektedir. Bu şirketlerin acilen parça üretiminden sistem üretimine geçiş yapması ve bunuyaparken de ürettiği sisteme elektronik ve gömülü yazılım katarak "akıllı" sistemler geliştirenve üreten bir şirkete dönüşmesi, bir seçenek olmaktan çıkmış; son teknolojik gelişmelerlebir zorunluluk haline gelmiştir.Son on yılda baş döndürücü bir gelişme grafiği sergileyen savunma sanayimize ve bu sana-yimizi planlayan ve yönlendiren Savunma Sanayii Müsteşarlığımıza da önemli görevlerdüşmektedir. Savunma sanayimizin öne çıkan özelliği, kritik teknolojileri milli imkânlarlageliştirmesi ve üretmesidir. "Nedir bu kritik teknolojiler?" diye sorduğumuzda, karşımızasensörler, radarlar, navigasyon sistemleri, gömülü yazılımlar, çip tasarım ve üretimi, MEMS,gece görüş sistemleri, kompozit malzemeler vb. çıkmaktadır. Bunlar ise neredeyse bire birşekilde otomotiv yan sanayimizin zayıf ve eksik kaldığı alanlarla örtüşmektedir. Bu olgu,ülkemiz için çok büyük bir fırsattır. Bu fırsatı doğru kullanabilirsek hem savunma sanayimizsivil sektörlerde de faaliyet göstererek daha sürdürülebilir duruma gelecek hem de otomotivyan sanayimiz teknolojik bir atılım yaparak bir "sıçrama"yı başaracaktır. Ülkemiz ise böylece,katma değeri yüksek ürünlerle dengeli bir ekonomik büyümeyi garanti altına alacaktır.

1 Dergiden2 FİGES’ten Haberler ve

Yaklaşan Etkinlikler12 Elektrikli Araç Teknolojisi

Önündeki Fırsatlar veTehditler

15 Sürekli Tümleştirme ileMotor ve Aktarma OrganlarıKontrollerinin Geliştirilmesi:PERSIST

18 Otomotiv Elektroniği veYazılımında Model TabanlıTasarım

20 AL-KOR OtomotivinElektroniğe Yolculuğu

22 Elektrikli Araç Motoru için Elektromanyetik ve Isıl Tümleşik Analizleri

ARGE DERGİSİ 1

Saygılarımla,Dr. Tarık ÖğütYönetim Kurulu Başkanı, FİGES A.Ş.

HABERLER I FİGES’ten

2 www.figes.com.tr

ARGE DERGİSİ 3

Savunma Sanayinden Otomotiv Sektörüne Teknoloji Transferi

F İGES, bu yıl 18’incisini düzen-lediği Bilgisayar DestekliMühendislik ve Sistem Mo-

delleme Konferansı’nın konusunu,özel olarak “Otomotiv Elektroniği”şeklinde belirledi ve İstanbul’da dü-zenlenen konferansa, 169’u özelsektörden, 36’sı da üniversitelerdenolmak üzere, 205 kişi katılım gösterdi. FİGES’in, Türkiye’de oto-motiv elektroniği konusundaki ge-

lişmelere öncülük etmesi ve sa-vunma sanayi ile otomotiv sek-törünü bir araya getirerek ikisektör arasında teknoloji trans-feri köprüsü kurmak amacı iledüzenlediği konferansa katılandavetliler ve konuşmacılar, bubuluşmadan büyük bir memnu-niyet duyduklarını ve bir vizyonelde ederek ayrıldıklarını ifadeettiler.

HABERLER I FİGES’ten

4 www.figes.com.tr

Türkiye, halen dünyanın 16’ncı büyük eko-nomisidir. Türkiye Cumhuriyeti hükü-meti, cumhuriyetimizin 100’üncü yılında,

yani 2023 yılında, Türkiye’mizin dünyanın ilk 10ekonomisi arasına girmesini hedeflemiştir.İlk 10 ekonomide yer alan ülkelere bakıldığında;bu ülkelerin çeşitli alanlarda güçlü markalarasahip oldukları, teknoloji ürettikleri ve fen bilim-lerinden spora ve sanata kadar çeşitli alanlarda ba-şarı çalışmalara imza attıkları görülmektedir.Teknoloji üretmenin, güçlü markalara sahip ol-manın, ülkemizi istediğimiz noktaya taşımaktaönem verilmesi gereken hususlar olduğu görül-mektedir. Türkiye, nüfus olarak dünyada 19’uncusırada ve yüz ölçüm olarak 34’üncü sıradadır. Gö-rece olarak hem nüfus hem de yüz ölçüm bakımın-dan büyük ülkeler arasında olan ülkemizin,kalkınmasında birden fazla sayıda ileri teknolojialanında veya başka bir ifade ile çeşitli sektörlerdeteknoloji üretmesi ve hatta teknolojiye yön ver-mesi gerekmektedir. Peki, bu nasıl sağlanmalıdır?Dünya ülkeleri arasında, rekabette başarılı sonuç-ları nasıl almalıyız? Bu sorulara cevap teşkil edecek çalışmalara, gay-retlere SİNERJİTÜRK VAKFI olarak çeşitliçözüm önerileri ve faaliyetlerimiz ile katkı sağla-maya çalışmaktayız.Savunma sanayinin, son 10-15 yıl içinde, Sa-vunma Sanayii Müsteşarlığımızın yol göstericili-ğinde, teknoloji üretme hedefine gün be günönemli katkılar yaptığına şahit olmaktayız. Sa-vunma sanayi, son yıllarda, hem üretimde hemARGE’de hem millileştirmede hem de ihracattabüyük atılımlar yapmıştır. Kendi savunma sanayi-miz tarafından üretilen silah ve teçhizatın oranı%60 seviyesine çıkmıştır. Savunma sanayi bununasıl başardı? Otomotiv sektörü, ülkemizde üreti-len bir araçtaki katkımızı %50 seviyesi üzerine çı-karmak için neler yapmalıdır? Bunlartartışılmaktadır. Özellikle savunma sanayine münhasıran kurulanbir müsteşarlığının hedefleri doğru ve net belirle-mesi ve offset ile başlayan teknoloji aktarma vesonrasında ARGE’ye dayalı yerli üretim olgusu ilesanayileşme ve teknoloji üretme hedefinin diğersektörler için de örnek teşkil ettiğine inanıyoruz.FİGES tarafından İstanbul’da düzenlenen bu top-lantının da savunma sektöründe oluşan tecrübe ve

bilgi birikiminin otomotiv sektörüne aktarılmavesilesi olarak son derece önemli bir işlevi bulun-maktadır. Bugün, Türkiye otomotiv endüstrisi ol-dukça önemli bir üretim üssüdür; ama bir ARGEüssü değildir.

Abdullah Raşit GÜLHANYönetim Kurulu BaşkanıSİNERJİTÜRK Etkin İş ve Güç Birliği Vakfı

ARGE DERGİSİ 5

Bu aşamada, biraz önce kısaca değindiğim SİNER-JİTÜRK VAKFI’nın ülkemizin çağdaş uygarlıklarseviyesinin üstüne çıkmasında, teknoloji üretenve hatta teknolojiye yön veren ülke olmasına negibi ve nasıl katkıları olacağı sorusu akla gelebilir.Bu soruyu, FİGES’in düzenlediği bu güzide toplan-tıya katılanları çok kısa bilgilendirmek adına ce-vaplandırmaya çalışacağım.SİNERJİTÜRK VAKFI, her şeyden önce ülkemi-zin daha hızlı kalkınmasına katkı sağlamak üzereşu 8 ileri teknoloji alanı ile faaliyetlerini sınırlan-dırmıştır: Endüstriyel Tasarım, Enerji, Gemi İnşaat, Otomotiv, Nanoteknoloji, Sağlık Tekno-lojileri, Savunma Havacılık-Uzay ve Telekomü-nikasyon-Bilgi Teknolojileri. Ancak, dünyadakigelişmeler ve ülkemizin gelecek ihtiyaçları çerçe-vesinde, bu alanları güncellemek, bazılarını çıkar-mak veya yeni alanları ilave etmek yönündedinamik ve etkin bir yaklaşıma sahip olduğumuzuda belirtmek isterim.SİNERJİTÜRK olarak; “Haberleşme&Bilişim”ve “Savunma-Uzay-Havacılık” sektörlerinde,2008 yılından bugüne kadar, 7 etkinlik gerçek-leştirdik. Hemen hepsi de ilgili Sayın Bakanları-mızın, Müsteşarların ve Kurum Başkanlarının 3gün boyunca katıldığı, belki de yegâne etkinlik-lerdir. Bu etkinlikler, ikili görüşmeler yolu ile

yurt içinden ve dışından katılan profesyonelleri-mizin ve şirketlerimizin birbirlerini tanımalarınıve aralarında bağların güçlenmesini sağlarken,etkinliklerde yer alan stantlarda, şirketlerimizinürün ve kabiliyetleri hakkında farkındalık daoluşturdular. SİNERJİTÜRK açısından düzenle-nen bu etkinlikler önemli olmakla birlikte,Vakfımızın temel faaliyet alanı etkinlikler düzen-lemek değildir.SİNERJİTÜRK VAKFI, 94 ülkeden 274.000 ki-şiye ulaşan ağında, öncelikle çok yakında TürkProfesyonelleri ve Türk Şirketleri Veri Tabanınıhazırlayarak yurt içinde dışında yaşayan insanla-rımız ve şirketlerimiz hakkında önemli çalışmalaryaparak onların daha da güçlü konumlara gelmesiiçin çaba sarf edecektir. Öte yandan yurt dışında gönüllü temsilcilikleraçmak sureti ile oradaki işlerden ve ihaleler ve işbirliği arayışları gibi türlü gelişmelerden üyelerinibilgilendirecektir. Bunların dışında, örneğin üni-versite öğrencilerine yönelik birçok faaliyeti sür-dürecek olan SİNERJİTÜRK hakkında, size busüre zarfında bu kadar bilgi vermekle yetineceğim.Saygılarımı sunuyor, toplantımızın başarılı geçme-sini diliyor ve başta Sayın Dr. Tarık Öğüt olmaküzere, emeği geçen tüm FİGES çalışanlarına şük-ranlarımı arz ediyorum.

HABERLER I FİGES’ten

6 www.figes.com.tr

Bir ülkenin ve toplumun zenginleşmesi, ancakürettiği değerle mümkün olabilmektedir. Üreti-len değerin yüksekliği, yaratılan katma değer ve

kullanılan teknolojinin yüksekliği ile doğru orantılıdır.Dolayısıyla ileri teknoloji geliştirilmesi ve kullanılması,toplumsal zenginliğin de anahtarı durumundadır.İleri teknoloji geliştirilmesi, ancak bu alanda yapılacakARGE çalışmaları ile mümkündür. İleri teknolojinin enkolay geliştirilipyaygınlaştırılabileceği alanların başında,“Elektronik” gelmektedir. Elektronik aynı zamanda, oto-motivden sağlığa, üretimden eğitime hemen hemen tümendüstri dallarında kullanılan temel taşlardan biri halinegelmiştir.Otomotiv endüstrisi, daha çok mekanik teknoloji-lerin kullanıldığı bir alan olarak düşünülmekteydi.Yakın geçmişte, otomobillere, ses ve alarm sistemlerigibi sürücüye konfor sağlayan elektronik birimlerinde dâhil olmasıyla elektronikleşme başlamış oldu.Günümüzde ise konfora yönelik birimlerin yanındagüvenlik, kontrol ve performansı attıran elektronikbirimlerle otomobil tekerlekli bir bilgisayara dönüş-mektedir.İleri teknoloji geliştirilip kullanılmasıyla yaratılan katmadeğer de artmakta; bunun etkisi, ihracat rakamlarında,birim başına sağlanan gelir artışı ya da toplam ihracatgelirleri artışı olarak ortaya çıkmaktadır. Toplam ihra-catımız içerisinde, ileri teknolojili ürünlerin payı%4,8‘dir. Bu oran, Almanya’da %32, ABD’de ise %46seviyesindedir. İhraç ettiğimiz ürünlerin kilogram başınadeğeri, 1,5 dolar seviyesindedir. Katma değeri yüksek

olan ürünler üreterek bu rakam en az iki katı seviyesineçıkarılmalıdır. Bunu gerçekleştirmek mümkündür;çünkü halen yapılan ihracatta, teknopark kaynaklıürünlerin kilogram fiyatı 6-7 dolar seviyesindedir.Bunun nedeni, teknoparklarda gerçekleştirilen ARGEfaaliyetlerinin ihraç ürünlerindeki katma değeri arttır-masıdır.Yerli katma değerin arttırılması, ileri teknoloji geliştiril-mesi ve kullanılması için ARGE faaliyetlerinin destek-lenmesi konusunda, savunma sanayinde SavunmaSanayii Müsteşarlığı koordinasyonunda gerçekleştirilenbaşarı hikâyeleri ve iyi uygulamaların, diğer sektörlerede aktarılması gerekir.

Ahmet Hamdi ATALAYİcra Kurulu ÜyesiNETAŞ Telekomünikasyon A.Ş.

ARGE DERGİSİ 7

Savunma Sanayii Müsteşarlığı (SSM), kara araç-ları projelerinde, %100 milli çözümler aramak-tadır. Özelikle silah taşıyıcı, keşif-gözetleme,

personel taşıma, KBRN teşhis gibi çok amaçlı rolleriçin tasarlanacak zırhlı araçlar için büyük kaynaklarayrılmıştır. SSM ve savunma sanayi firmaları, hızla ça-lışmalara devam etmektedir.Ayrıca milli Güç Grubu Geliştirilmesi Projesi başla-tılmış, pek çok kara ve deniz aracında kullanılacakmotor ve transmisyon tasarım ve üretimi için adımatılmıştır.SSM’ye son 10 yılda teslim edilen ve bundan sonrateslim edilecek bütün kara araçları, %100 milli olmakzorunda olsa da maalesef içerisindeki güç grubu (motorve transmisyon) yerli değildir.Bugün, milli güç grubu, yani motor ve transmisyon ta-sarımı ve üretimi, Türkiye Cumhuriyeti’nin, belki deyakın dönemdeki en büyük projelerinden biridir. Sa-vunma sanayi için geliştirilen kara araçları, otomotivsektöründe de kullanılabilecek sistemler içermektedir.Özel Maksatlı Taktik Tekerlekli Zırhlı Araç(ÖMTTZA ) Projesi için ilgili geliştirme alanları; araçyönetim sistemi, motor ve transmisyon elektronik yö-netim sistemi, muharebe sahası komuta kontrol sis-temi, KBRN keşif donanımı ve keşif gözetleme sistemimekanik sistemleridir. Silah Taşıyıcı Araç (STA) Pro-jesi için ilgili geliştirme alanları; araç yönetim sistemi,motor ve transmisyon elektronik yönetim sistemi, mu-harebe sahası komuta kontrol sistemi, keşif gözetlemesistemi ve mekanik sistemlerdir.

Güç Grubu Geliştirilmesi Projesi kapsamında, ilketapta 2 farklı güç grubu tasarımı yapılacaktır.1. 1500-1800 bg Altay Tankı Güç Grubu2. 1000-1200 bg Fırtına Obüs Güç Grubu1500-1800 bg aralığındaki bir motor, yaklaşık küçükbir oda büyüklüğündedir. Ancak tasarlanacak motorve transmisyonun 5 m3lük bir hacme sığması gerek-mektedir. Bu özel tasarımlı motor, otomotiv sektörüiçin üretilecek motora çok büyük bir başlangıç oluş-turacaktır. Eksik kalacağı tek nokta ise emisyon de-ğerleri olacaktır. Çünkü savunma sanayinde. emisyondeğerleri dikkate alınmamaktadır. Emisyon kriterleriiçin ayrıca çalışmalar yapılması gerekecektir.

Koray GÖKALPGenel MüdürFİGES A.Ş.

HABERLER I FİGES’ten

8 www.figes.com.tr

O tomotiv endüstrisi, global anlamda dünya eko-nomisinin, en dinamik ve birçok sektöre yönveren önemli bir lokomotifi. Dünyadaki küre-

sel otomotiv tedarik sanayinin pazar büyüklüğü, 2012yılı itibariyle yaklaşık 1,4 trilyon dolar seviyesinde idi.Bu değerin, 2020’ye kadar, yıllık ortalama yüzde 6,5’lukbir büyüme ile 2,3 trilyon dolara ulaşması beklenmek-tedir.Türkiye ise küresel otomotiv tedarik sanayi pazarında,5 temel parça grubu baz alındığında, en büyük pazarpayına sahip 10. ülke olarak önümüze çıkıyor. Ancak,Türk tedarik sanayinin dünyadaki yerini, bu şekildematematiksel olarak görmenin ötesinde, şu değerlen-dirmeyi de yapabiliriz: Yarattığımız kalite, güven, üre-timde esneklik ve lojistik avantaj gibi unsurlarımızladünyada ilk sıralarda tercih edilen bir tedarik sanayihaline geldik.Türkiye’de, çeşitli niteliklerde, bin kadar otomotiv yansanayi firması yer alıyor. Bunların 335’i TAYSAD’ınüyesi olarak faaliyetlerini sürdürüyor. Üyelerimizin yıllıkiş hacmi, yaklaşık 20 milyar doları buluyor. Üyelerimiz110 binin üzerinde personele istihdam sağlarken, Tür-kiye’nin, geçen yılki toplam 21,3 milyar dolarlık toplamotomotiv ihracatından da yüzde 43 pay aldılar. Bu yıl,ihracatın 23 milyar doları aşmasını ümit ediyoruz. Yansanayi olarak ihracatımızın da yine bunun içerisindeyüzde 43 seviyelerini korumasını; hatta birkaç puan art-masını bekliyoruz.TAYSAD olarak “Güçlü Sanayi Güçlü Marka” sloganıile yürüttüğümüz faaliyetlerimiz ile güçlü sanayi strate-jisine ulaşabilmek için Ar-Ge ve inovasyon stratejileri-nin üye firmalarda yaygınlaşmasını sağlamayıamaçlıyoruz. Türkiye’de Ar-Ge ve inovasyon, emek-leme sürecindedir. Ülkemizdeki Ar-Ge merkezlerinebaktığımızda, Türkiye’deki 155 adet Ar-Ge merkezinin60 tanesinin otomotiv sektöründe olduğunu görüyoruz.Bunların 46’sı ise TAYSAD üyesi firmaların bünyesindebulunuyor.Son 4-5 yıllık süreçte, otomotiv sektöründe Ar-Ge ça-lışmaları hız kazanmıştır. Ancak bu çalışmaların %25’iinovasyon alanında olurken %75’i ürün ve süreç geliş-tirme alanında olmaktadır.Güçlü marka stratejimizin hedefine ulaşabilmesi için kü-resel pazarlarda da çalışmalarımız var. Bunlarla ilgili fi-nanslar çözümler üretmek de çalışmalarımız arasındadır.Türkiye’deki ana sanayinin yerlilik oranı %51 iken te-darik sanayinin yerlilik oranı %64’tür. Bu rakamlar,

2011 yılında, Ekonomi Bakanlığının desteği ile yapılanbir çalışma sonucunda ortaya çıkmıştır.Günümüzde, sadece üretimle yol alabilmek artık müm-kün değil. Üretimin yanında yaptığımız ürünleri de ken-dimiz tasarlayabilmeliyiz. Yetkinliğimizi geliştirmemizgereken motor ve motor parçaları, güç aktarma organ-ları, elektrik ve elektronik sistemler gibi ana ürün grup-ları var. Ayrıca, gelecekte elektronik daha da önemliolacak. Hibrit ve elektrikli araçlara yönelim biliniyor.Buna göre de malzemeler değişiyor; teknolojiyi yakala-mamız gerekiyor. Dolayısıyla yedek parça üreten firma-larımız da bu konuları yakından takip etmeli.Araç maliyetinde, elektroniğin payı 1950 yılında %1’inaltında iken 2010 yılında %35’e yükselmiştir. 2030 yı-lında ise %50 seviyesine ulaşacağı öngörülmektedir.Otomotiv sektörümüz, ekosistemimizin bütününde yeralan yetkin oyuncuların desteğiyle, “lider” ülkelerdenbiri olma potansiyeline sahiptir. Bu potansiyelimizi, yük-sek katma değerli teknolojik ürünler üretmeye yönlen-direrek sloganımızdaki gibi daha da güçlü sanayimizlegüçlü markalar yaratmak istiyoruz.Otomotiv sanayinin satış ve pazarlama alanındaki yet-kinliği ve savunma sanayinin mühendislik alanındakiyetkinlikleri birleştirilerek iş birliğine gidilebilir. Mevcutmühendislik yeteneklerinin nasıl satılabilir hale getiri-leceği düşünülmelidir. Çünkü dünyada, teknolojiler, sa-vunma sanayinde geliştirildikten sonra diğer sektörlereyayılır.Savunma sanayi firmaları, stratejik planlarına odakalanları olarak otomotiv elektroniğini koyarlarsa iş bir-liği süreci daha da hızlanacaktır.

Dr. Mehmet DUDAROĞLUYönetim Kurulu Başkanı Taşıt Araçları Yan Sanayicileri Derneği (TAYSAD)

ARGE DERGİSİ 9

Günümüzde, araç üretim maliyetlerinin yakla-şık olarak %30-35’lik bir bölümünü, elektro-nik ve gömülü yazılımlar oluşturmaktadır.

Elektronik teknolojilerindeki artış ile önümüzdeki 10yıllık dönemde, bu payın daha da artarak %40 ile %70arasına çıkması öngörülmektedir.Dış Ticaret Müsteşarlığı (DTM)’nın yürütmekte ol-duğu Girdi Tedariki Strateji (GİTES) çalışmaları kap-samında, otomotiv eylem planı temel hedefleri içindeyer alan elektronik bileşenlerde yurt içi tedarik imkân-larının geliştirilmesi hedefi ile uyumlu olarak, elektro-nik sistem ve gömülü yazılımların Türkiye’degeliştirilerek üretilmesi, elde edilen katma değerin art-tırılması açısından önemlidir.Savunma sanayi sektöründe yurt içi imkânlarla ürüngeliştirme, doğrulama ve üretme konusu önem kazan-mış ve ASELSAN bu konuda öncü konuma gelmiştir.ASELSAN, bu süreçlerde üniversite, araştırma ku-rumları ve yan sanayi ile entegre hareket ederek yerliimkanlarla geliştirilmiş yüksek teknolojiye sahip ürün-ler ortaya koymaktadır.Savunma sanayi için geliştirilmiş olan bazı ASELSANürünleri, özellikleri açısından otomotiv sektöründe kul-lanılan ve kullanılacak olan ürünlerle benzerlik göster-mektedir. Otomotiv için geliştirilen ürünler, ortakteknolojik altyapılardan yararlanılarak, benzer süreçlerleve benzer doğrulama adımları ile ortaya çıkarılmaktadır.Her iki alanda da güvenilirlik ve çevre koşulları dayanımı

ön planda yer almakla birlikte, otomotiv alanında, yük-sek üretim miktarları ile birlikte maliyetlerin azaltılmasıönemli bir husus olarak ortaya çıkmaktadır.ASELSAN tarafından geliştirilmekte olan savunmasistemlerinin uyarlanarak otomotiv sanayinde doğru-dan kullanılabilir hale getirilmesi, teknoloji hâkimi-yeti yüksek olan ASELSAN tarafındangerçekleştirilebilecektir. ASELSAN’ınn Görev bilgisayarı,n Kullanıcı arayüzünü sağlayanürünler,n Elektrik motoru ve motorsürücüleri,n Otonom hareket kontrolyazılımları,n Gece görüş ve termal görüntüleme birimleri,n Radarlar ven Güvenilir ve gerçek zamanlı çalışan gömülü

yazılımlarkonularındaki bilgi birikimive teknolojik hâkimiyeti,yüksek teknolojiye sahipyeni nesil otomotiv ürünlerigeliştirme potansiyeli oluş-turmaktadır.Savunma alanında dünyaçapında yenilikçi ürünlergeliştiren, bu ürünleri iledünya devleri ile rekabeteden, hem Türkiye hemdünya pazarına ürünlersunan ASELSAN, otomo-tiv alanında da önemli kat-kılar sağlayacaktır.

Vedat ÜNALProje LideriASELSAN Silah Sistemleri ve İnsansız Sistemler Programı Müdürlüğü

Otomotiv Sanayinde Savunma SanayininKatkısı

ASELSAN'ın çevre koşulları test altyapısından2 örnek: titreşim testi ve yağmurlama testi

©A

SELSAN

HABERLER I FİGES’ten

10 www.figes.com.tr

Savunma sistem ihtiyaçları, 1990’lı yıllara kadardaha çok hazır alım yoluyla karşılanmıştır.1990-2000 yılları arasında, lisans altında ortak

üretim ve yerli olarak tasarlanmış / üretilmiş alt sis-temlerin ortak üretilen sistemlere entegre edilmesiyöntemi, savunma sistemi ihtiyaçlarının karşılanmasıiçin tercih edilen bir yöntem olmuştur.2000’li yıllarda, sistem tasarım sorumluluğu da alın-maya başlanmış ve önemli yurt içi katma değer oran-larına ulaşılmış; savunma sistemleri ülkemizdetasarlanıp üretilmiştir. Bugün ana muharebe tankı,savaş uçağı gibi savunma sistemlerinin yerli firmalartarafından tasarlanıyor olması, kimseye şaşırtıcı gel-memektedir.Otomotiv sanayinde de yurt içi katma değer oranla-rının arttırılması için, ilk adım kapsamında yerli ola-rak tasarlanıp üretilmiş otomotiv alt sistemlerinin,ülkemiz ve dünya pazarında önemli pay sahibi oto-motivlerde kullanılması için gerekli girişimler yapıla-bilir. Otomotiv yan sanayicilerimiz, ülkemizde Ar-Geiçin sağlanan fonları ve savunma sanayimizin de ka-biliyetlerini kullanarak, geliştirdikleri otomotiv alt sis-temlerini, gerekli kalifikasyon testlerinden geçirip,otomotiv sistem tasarımcılarına, bir sonraki nesil oto-motivlerde kullanılması için sunabilirler. Tekrarlan-mayan maliyetleri otomotiv sistem tasarımcısındantalep etmeyen ve rakipleri ile benzer kalifikasyonasahip alt sistemleri tasarlayan yan sanayicimizin, ra-kiplerinin önünde yer alma ihtimalinin yüksek oldu-ğunu değerlendirmekteyiz. Dünya pazarında önemliyere sahip otomobillerde ülkemizde tasarlanıp üretil-miş alt sistemlerin kullanılması, ülkemiz sanayininkendine güvenini arttıracak ve otomotiv sistem tasa-rımcısı olmak yönünde daha hızlı adımlarla ilerleme-sine imkân sağlayacaktır.Savunma sanayi, özellikle elektronik ve yazılım ala-nında kazandığı bilgi birikimi ile otomotiv sektörüiçin gerekli tüm elektronik ve yazılım ağırlıklı alt sis-temleri tasarlayacak ve üretebilecek yetenektedir.Elektronik ve yazlım ağırlıklı projelerde, yurt içikatma değer %70-80 oranına ulaşmıştır. Projelerde,kaynakların %20-30’unun yurt dışına çıkmasına, yurtdışından tedarik ettiğimiz mikro-elektronikler sebep

olmaktadır. Projelerde yurt içi katma değerin arttırıl-ması için, ülkemizde bir mikro-elektronik üretim te-sisinin kurulması planlanabilir. Fakat sadece savunmasanayine hizmet edecek bir mikro-elektronik üretim

tesisinin sürdürebilirliği, maliyet etkin olarak işletile-bilmesi daha zor olacaktır. Bahse konu tesisin çokfazla sayıda sistem üreten otomotiv sektörüne de hiz-met etmesinin planlanması, tesise yatırım yapılmasınıdaha maliyet etkin hale getirecek ve tesisin sürdürü-lebilirliğini artıracaktır.

Evren YÜCELElektronik ve Yazılım Sektör MüdürüSavunma Sanayii Müsteşarlığı SanayileşmeDaire Başkanlığı

Otomotiv Elektroniği -Savunma SanayimizdenTeknoloji Transferi

ARGE DERGİSİ 11

Sonuç olarak, özellikle son 10 yılda yapılan çalışma-larla kendi sistem çözümlerini tasarlayıp üretir halegelen savunma sanayinin, otomotiv sektörü için deçözümler üretmesiyle savunma sanayi daha da güçle-necek; gerek savunma gerekse otomotiv sektöründeyurt içi katma değerin arttırılması için önemli bir

adım atılmış olacaktır. Başta savunma elektronik veyazılım sanayi olmak üzere, savunma sanayinin kabi-liyetlerinin otomotiv sektöründe kullanılması için,Savunma Sanayii Müsteşarlığı Sanayileşme Dairesiolarak otomotiv yan sanayicilerine rehberlik yapabi-leceğimizi belirtmek isteriz.

HABERLER I Yaklaşan Etkinlikler

18. Bilgisayar DestekliMühendislik ve Sistem Modelleme KonferansımızıGerçekleştirdikBu yıl, “Otomotiv Elektroniği” -Savunma Sanayimizden Teknoloji Transferi başlığıyla, 18 Nisan’da, 18. kez düzenlediğimizBilgisayar Destekli Mühendislikve Sistem Modelleme

Konferansımızı, 250’den fazla katılımcı ile gerçekleştirdik. 40’ayakın konuşmacı ve panelistin katıldığı etkinliğimizde, savunma,otomotiv, makina ve beyaz eşyasektörlerinden temsilciler başta olmak üzere, farklı üniversitelerden birçok akademisyeni konuşmacı ve katılımcı olarak ağırladık.

Automechanika Moscow2014 Fuarı25-28 Ağustos tarihleri arasındaRusya’da düzenlenecek olan Automechanika Moscow 2014Fuarı’na, FİGES A.Ş. olarak stantaçarak katılım sağlayacağız. Etkinlikle ilgili detaylı bilgiye,http://www.mims.ru/en-GB adresinden ulaşabilirsiniz.

ADEX 2014 FuarıAzerbaycan’da, 11-13 Eylül tarihleri arasında gerçekleştirilecekolan ADEX 2014 (InternationalDefence Industry Exhibition)’e,Savunma Sanayii Müsteşarlığı himayesinde düzenlenecek “milli katılım” çerçevesinde,FİGES A.Ş. olarak stant açarak katılım sağlayacağız. Detaylı bilgi içinhttp://www.adex2014.com/2014/ adresini ziyaret edebilirsiniz.

MAKALE I Otomotiv

Kara yolu taşımacılığının geç-mişine bir göz atıldığında,19. yüzyılın sonları ile 20.

yüzyılın başlarında satış üstünlüğü-nün elektrikli otomobillerde olduğugörülür. O tarihlerde, petrolle çalı-şan taşıtlar marş, vites, gürültü, tit-reşim ve yağ kokusu gibi sorunlarıaşamamıştı. Elektrikli otomobiller,yukarıdaki özellikleri ve fiyatları iti-bariyle petrolle çalışan benzerlerin-den çok üstün bulunuyordu. Şekil1’de, o dönemde taksi hizmeti verenbir elektrikli araç görülmektedir.Madem elektrikli araçlar bu denliüstün idi, o halde ne oldu da 1920yılından itibaren elektrikli araçlarortalıktan siliniverdi? Bunun birdençok nedeni bulunmaktadır.ABD‘de petrol yatakları bulundu;petrol bollaşarak ucuzladı; kara yol-

ları gelişti ve uzun mesafe seyahat-lere uygun hale geldi ve öldürücüdarbe olarak Ford, seri üretim mo-deline geçti. Petrolle çalışan araçla-rın imalat ve işletim maliyetleri çokdüştü; menzilin uzamasına ise aküile çalışan elektrikli araçlar ayak uy-duramadı. Sonuç olarak, bir ürününyaşaması için teknik ve mali yön-den avantajlı olmasının gereği, birkez daha görüldü.Günümüzde ise hemen hemenbütün otomotiv firmalarının elek-trikli ve hibrit elektrikli otomobilleriçin prototipler ürettikleri ve piya-saya sürmeye başladıkları görülüyor.O zaman, yeni sorular sormak gere-kiyor. Elektrikli araç çağı geri migeldi? Hangi parametreler, bu araç-ların piyasaya hâkim olmasına ya datersine neden olabilir?

Elektrikli Araç Teknolojisi Önündeki Fırsatlar

ve Tehditler

12 www.figes.com.tr

Doç. Dr. ÖzgürÜSTÜN İTÜ ve

Mekatro Ltd.

Prof. Dr. R. Nejat TUNCAY

Okan Üniversitesive Mekatro Ltd.

Elektrikli ve hibrit elektrikli araçla-rın pek çok türü bulunmaktadır.Burada, yalnızca elektrikli araçlariçin kısa bir karşılaştırma yapılacak-tır. Günümüzün teknolojisinde,elektrikli bir araçta tekerleklere ile-tilen mekanik enerji, elektrik maki-nası tarafından üretilmekte ve basitbir dişli üzerinden tekerleklere ak-tarılmaktadır. Elektrik enerjisi isebataryalardan sağlanmaktadır. Ba-taryalar dışarıdan şarj edilebilmek-tedir. Elektrikli araçlar, frenlemede,mekanik enerjiyi elektrik enerjisineçevirerek bataryaya geri verebil-mektedir. Şekil 2’de, en basit birelektrikli araç modeli, hızlanma vefrenleme durumu için verilmiştir.Elektrikli araç teknolojilerinin ge-leceği hakkında pek çok rapor yazıl-mıştır. En basit anlamda elektrikliaraçların geleceğini belirleyecek pa-rametreler aşağıdaki gibidir:n İlk Yapım Maliyeti:

Her ne kadar güç aktarım sistemi daha basit olsa da özellikle pil maliyetleri nedeniyle elektrikli araçlarınilk yapım maliyetleri, petrol ileçalışan benzerlerinden yaklaşık%20-25 daha fazladır. Kitlesel üretim hatlarının oluşturulmasıyla ve pil teknolojisinin ucuzlamasıylamaliyetlerde azalma beklenmektedir.

n Menzil: Benzinli ve dizel yakıtlı araçlara göre, elektrikli araçların menzili çok daha kısadır. Elektrikli araçta kullanılan pillerin spesifik güç(kw/kg ve kW/litre) ve spesifik

enerji (kwh/kg ve kwh/litre) değerleri, benzin ve dizel yakıtların %5-10’u kadardır.Ancak içten yanmalı motorlarla çalışan araçlarda, depodaki enerjinin ancak % 15kadarının tekerleklere iletilebildiği;buna karşın, elektrikli araçlardakienerji veriminin yaklaşık %75-80 düzeylerinde olduğugöz önüne alındığında, birimağırlık ve hacim olarak menzilin, benzin ve dizel yakutlu araçların yarısındandaha az olacağı görülür.

n Kullanım Maliyeti: Aynı mesafede benzinli ve dizelaraçlarla karşılaştırıldığında,elektrikli bir aracın yakıt maliyeti, sırasıyla yaklaşık 1/5 ve1/4'ü değerinde gerçekleşmektedir.Bu açıdan, çok kullanılan biraraç için işletim maliyeti, oldukça uygun avantajlar sunmaktadır.

n Kullanım Kolaylığı ve Konfor:Gürültü ve titreşim yönündeniçten yanmalı motorlar ile karşılaştırıldığında, elektrik

motorlarının çok üstün olduğugörülür. Ayrıca elektrik motorları çok kısa sürede çokyüksek tork değerlerine ulaşmaktadır. Kullanım rahatlığı bakımından elektrikliaraçlar, benzinlilere göre dahauygundur.

n Güvenlik: Elektrikli araçlarda kullanılanLityum tabanlı piller, yanıcı-parlayıcı özelliktedir.Bunların dolma ve boşalmaakımlarının sınırlandırılmasınınçok iyi kontrol edilmesi gerekir. Halen kullanımdaolan elektrikli araçlarda, çeşitliyangınlar meydana gelmiştir.Bu açıdan, tam güvenli oldukları söylenemez.

n Alt Yapı ve ServisYeterliliği:Bilindiği üzere, karayolları,yakıt istasyonlarıyla donatılmıştır.Oysa elektrikli araçların şarjedilmeleri için benzeri olanaklarhenüz sağlanamamıştır. Buyönden elektrikli araçlar ciddibiçimde geri durumdadır.

n Güvenirlik:Lityum tabanlı piller, arızalanma riski taşımaktadır.Bunun yanında dolu bir pilgerçekten ne ölçüde doludursorusu da tam olarak cevabakavuşturulmuş değildir. Bu güntüm araç kullanıcıların aklındaki en önemli soru, “Ya yolda kalırsam?” sorusudur.Akülerin doluluk oranının

ARGE DERGİSİ 13

Şekil 1. NewYork Taksi, Electric Carriage and Wagon şirketi, 1897.

Şekil 2. Elektrikli aracın basit modeli ve iki çalışma konumu.Şekil 2. Elektrikli aracın basit modeli ve iki çalışma konumu.

MAKALE I Otomotiv

14 www.figes.com.tr

(SoC), arızalanma riskinin(SoH) ve kalan ömürlerininbelirlenmesi, şu anda üzerindeen yoğun olarak çalışılan konular arasında yer almaktadır.

n Enerji RegülasyonlarınaUyum: Avrupa enerji regülasyonunagöre, CO2 ve diğer sera gazlarısalımı Euro 6 ile km başına130 gr CO2 olarak sınırlandırılmıştır. Önümüzdeki dönemde, budeğer daha da azaltılacaktır.Kamuoyundaki yaygın kanaat,elektrikli araçların sıfır salımdeğerine sahip olduğu yönündeyse de aslında elektrikli bir araçta kullanılan elektrik enerjisinin elde edilmesi esnasında çıkan seragazlarını göz önüne alan “kuyudan-tekerleğe CO2salımı“ hesaplandığında, bu

değer ülkeden ülkeye değişmekte olup 50-70 gr/kmmertebelerindedir. Temiz elektrik üretimi arttıkça, bu oran azalacaktır.

n Akıllı Ulaşıma Uyum: Bilgi çağının ve bilgi toplumununen önemli yansımalarından birisinin otomotiv sektöründemeydana geldiği görülmektedir.Sürücü hatalarını asgariye indiren ve birbirleriyle ve yolile haberleşen araçlar kullanılmaya başlanmıştır.Hatta tamamıyla otonom, sürücüsüz araçların geliştirildiğive ABD’de bir kaç eyaletteyola çıkış izni aldıkları biliniyor.Elektrikli araçlar, yapısal olarak akıllı ulaşım çağınauyum sağlamaya müsaittir.

n Malzeme Geri KazanımKabiliyeti: Elektrikli araçlar, klasik araçlara göre daha sonra tasarımlandırıldığından, bunlarda kullanılan malzemeninhafif ve dayanıklı olmasınınyanında dönüşüm ve yenidenkullanım özelliği de bulunmaktadır.

Şu anda piyasada çok sayıda elek-trikli otomobil satışa sunulmuş bu-lunuyor. 2015 yılından itibaren,bunlara yakıt hücresi (fuel cell)elektrikli araçların eklenmesi bek-lenmektedir.Uluslararası Enerji Ajansı (Interna-

tional Energy Agency / IEA)’nınçevre öncelikli enerji senaryosu(Blue Map)’na göre, 2050 yılınakadar, elektrikli ve karma elektrikliaraç satışlarındaki öngörüler, Şekil3’te gösterilmiştir. 2050 yılına gelin-diğinde, akü beslemeli elektrikli veyakıt hücresi beslemeli elektrikliaraçların, toplam pazarın %60-65düzeyindeki kısmını ele geçireceği,geri kalan %30-35’in ise hibrit araç-lardan oluşacağı görülmektedir.

Sonuç20. yüzyılın başında, teknolojik veekonomik nedenlerle üstünlüğüpetrol kaynaklı yakıtlar ile çalışanaraçlara kaptıran elektrikli taşıtlar,21. yüzyılın başlarından itibaren,önce hibrit tür ile ticari başarı sağ-lamaya başlamış; daha sonra iseönce şehir içi araçlarda olmak üzere,pazar paylarını arttırmaya devam et-mişlerdir. Elektrik enerjisinin depo-lanmasındaki yeni teknolojiler iledaha hafif, daha küçük ve daha gü-venlikli pillerin geliştirilmesi bek-lenmekte; güç elektroniği veelektrik makine teknolojilerindekiilerlemelere paralel olarak, üstünenerji yönetim sistemlerinin gelişti-rilmesi ve maliyetlerin azaltılma-sıyla birlikte, elektrikli taşıtlarınpazar payının hızla artması veIEA’nın iyimser senaryosuna göre,2050 yılında, piyasanın tamamınahâkim olmaları beklenmektedir.

Şekil 3. Elektrikli ve hibrit elektrikli araç satış öngörüsü.

ARGE DERGİSİ 15

MAKALE I Otomotiv

FEV, global otomotiv sektö-rüne hizmet veren, dünya-nın lider bir motor,

şanzıman ve araç mühendisliğifirmasıdır. FEV, dünya çapında,ileri teknoloji içten yanmalı mo-torlar; konvansiyonel, elektriklive alternatif itki sistemleri alan-larında mühendislik hizmeti sun-maktadır. Merkezi Almanya’nınAachen şehrinde olan ve Prof.Dr. Pischinger’in CEO’su olduğu

FEV, birçok kıtada bulunan gelişmiş teknik merkez-lerinde, 2.900'ün üzerinde yüksek vasıflı uzman per-sonel istihdam etmektedir.FEV Türkiye, ulusal araç ve motor endüstrisinde araş-tırma ve geliştirme (Ar-Ge) çalışmalarının gelişiminekatkı sağlamayı hedefleyerek 2011 yılında kurulmuş-tur ve faaliyetlerine bugün itibari ile İTÜ AyazağaKampüsü ARI Teknokent’te devam etmektedir. FEVTürkiye, alanında uluslararası tecrübeye sahip uzmankadrosu ile Türkiye’deki ve dünyadaki araç ve itki sis-temleri alanındaki mühendislik ve Ar-Ge projelerineprofesyonel mühendislik hizmeti sunmaktadır. Al-manya’daki uzman mühendisler ile harmonize çalışa-rak ulusal ve global motor ve güç aktarma organlarıprojelerinin gerçekleştirilmesinde hızlı ve etkin mü-hendislik çözümleri üretilmektedir. Türkiye’nin seç-kin üniversitelerinden mezun, uzun yıllar Almanya’daönemli projelerde tecrübe kazanan kadrosu ile FEVTürkiye, tasarım, simülasyon, yazılım, kalibrasyon veeğitim alanlarında ileri mühendislik hizmeti vermek-tedir.

GirişOtomotiv kontrol ünitelerine yazılım geliştirilme-sinde, farklı yönlerden zorluklar karşımıza çıkmakta-dır. Bir taraftan pazarın değişen ihtiyaçlarına bağlıolarak model sayısı artarken diğer taraftan yeni ve sü-rekli kısıtlanan yakıt tüketimi ve emisyon kuralları yü-rürlüğe girmektedir. Bu faktörlerin bir araya gelmesi,hibrit araç tasarımından biyodizele uyumlu motor ta-

sarımına kadar çok geniş bir yelpazede, yeni ve kar-maşık teknolojilerin araştırılmasını ve kullanılmasınızorunlu kılmaktadır. Tasarımlar sonucu araçlara ekle-nen yeni sistemlerin bir kısmı da yüksek gerilimle ça-lıştıkları için, hem yazılımsal hem de donanımsalgüvenlik tedbirlerinin alınması gerekmektedir. Şekil1’de, bu faktörler göz önünde bulundurularak yapılmışbir çalışmanın sonucu verilmiştir. İlgili grafikte, yakınzamanda otomotiv sektöründe elektroniğin ve yazılımgeliştirmenin tasarım içerisindeki payının artışı görül-mektedir: 2002 yılından 2015 yılına kadar, elektronikparçaların payının toplamda %150 artışı öngörülür-ken; yazılım alanında öngörülen artış ise %375’tir [1].Yazılım geliştirme alanındaki bu artışın birçok sebebivardır. En önemlileri; yeni elektronik parçaların dev-reye girmesi ve halihazırda var olanların yeni özelliklerkazanmasıdır. Bu durum ise projelerde gittikçe artantümleştirme (integration) çalışmalarına sebep olmak-tadır. Farklı kullanıcıların geliştirdiği yazılım parçala-

PERSIST

Selman CEBECİOtomotiv Yazılım

Geliştirme Mühendisi

FEV Türkiye

Sürekli Tümleştirme ile Motor ve Aktarma Organları Kontrollerinin Geliştirilmesi:

Şekil 1. Otomotivde elektronik ve yazılım [4].

MAKALE I Otomotiv

16 www.figes.com.tr

rının birleştirilmesi şeklinde tanımlayabileceğimiztümleştirme işleminin başarıyla sonuçlandırılabilmesiiçin, çok fazla efor sarf edilmesi gerekmektedir. Bun-dan kaynaklanan maliyet artışlarını azaltmak için,tümleştirme işlemi, sadece kritik aşamalarda; yazılımyayınlanmadan hemen önce yapılmaktadır. Bu da ha-taların çok geç fark edilmesine ve hatta gözden kaç-masına sebep olabilmektedir. Bütün bunlarınsonucunda, otomotivde, yazılımdan kaynaklı güvenlikproblemleri gittikçe daha çok öne çıkmaktadır. Ör-neğin, araştırmalara göre, Almanya’da, 2010 yılındakiaraç geri çağırmalarında, yazılımla birlikte elektronikparçaların payı %27’dir [2]. Aynı yıl içerisinde, sadeceyazılım kaynaklı arızaların oranı ise %20 olarak kay-dedilmiştir [3].

Yazılımda Kalite StandartlarıYazılım geliştirme süreci içerisinde yeni fonksiyonlareklenirken bir taraftan da üreticiler, teknik ve güven-lik şartlarını sağlayabilmek için, ürün geliştirme süreç-lerini Automotive Open System Architecture(AUTOSAR), Capability Maturity Model Integra-tion (CMMI) ya da ISO 26262 standartlarına uyumluhale getirmeye yönelmektedir. Ancak bu standartlarda ihtiyaçları tam olarak karşılamamaktadır. Örneğin,AUTOSAR’da, sadece temel fonksiyonlar için ta-nımlar bulunurken, günümüzde, motor ve aktarma or-ganlarında kullanılan özel fonksiyonlar için tanımlarsöz konusu olduğunda, bu standardın eksik kaldığı bi-linmektedir. ISO 26262 ise detaylı kalite metrikleritanımlamasına rağmen, otomotiv yazılımlarında ter-cih edilen model temelli yaklaşımlar konusunda be-lirsizlikler içermektedir.

Atik Yazılım GeliştirmeFowler tarafından PC yazılımları için tanımlananAtik Yazılım Geliştirme (Agile Software Develop-ment) [5] yöntemleri, otomotiv dünyasındaki yazılım-lar için de temel alınabilmektedir. Oldukça dinamikbir yapı öngören bu yöntemler popüler olsa da otomo-tiv konusundaki kalite standartları ile bazı noktalardaçelişmektedir: Müşteri memnuniyetini amaçlayan atikyazılım geliştirme yöntemleri, sürekli müşteri ile ilişkihalinde çözüm arayışları içinde olmayı ön plana alır-ken, kalite yöntemleri standartlarına uygun süreçlerizlenerek belirli kalitede ürünler ortaya çıkmasını daön planda tutar.FEV, Powertrain Control Architecture Enabling Reu-sable Software for Intelligent System Tailoring (PER-SIST) mimarisi ile aradaki bu çelişkiyi çözmektedir[6]: Mühendisler tarafından kalite standartlarınauygun süreçler izlenerek oluşturan yazılım ürünleri, biryandan da otomatize edilmiş derleme (compile) sü-reçleri ile test edilmektedir. Bu testler sonucunda oto-matik olarak yapılan geri bildirimlerle müşteritarafından gelen değişiklik isteklerine de hızlı cevapverebilen, dinamik bir yapı oluşturulmuştur.PERSIST mimarisinde, atik yazılım geliştirme yön-temlerinden birisi olan sürekli tümleştirme (Continu-ous Integration / CI) kullanılmaktadır. Şekil 2‘degörüldüğü gibi, bu metotta, farklı kişiler tarafından ge-liştirilen yazılım parçaları, sık aralıklarla (geneldegünde bir kaç kez) merkezi bir sunucuda toplanmak-tadır. Merkezi sunucuda toplanan modeller, her güntümleştirilerek kalite testlerine tabi tutulmaktadır. Ya-pılacak olan kalite testleri, projenin o anki olgunlukseviyesine göre belirlenmektedir. Bunlar statik kont-

Şekil 2. "Nightly Build" Sürekli Tümleştirme sistemi yapısı [4].

ARGE DERGİSİ 17

roller (sistem gereksinimleri kontrolü) veya dinamiktestler (birim testleri) olabilmektedir.FEV’de kullanılan CI yapısının bilgisayar yazılımı içinkullanılanlardan önemli bir farkı, C veya C# kodu ye-rine, Simulink modellerinin ve MATLAB program-larının kullanılmasıdır. MATLAB’in seçilmesindekiönemli sebepler; MATLAB’in COM/.NET arayüzüsayesinde, gerektiği zaman diğer yazılımlarla etkileşimhalinde çalışabilmesi ve aynı zamanda, oluşturulanmodeller sayesinde, yazılımın kullanıldığı süre bo-yunca, sürekli geliştirmeye açık halde kalabilmesidir.Geleneksel metotlar ile yapılan yazılım geliştirme sü-reçlerinde, kalite testleri, sadece yayından önce yapı-lırken CI metodu ile yazılım, ilave işlemlere ihtiyaçkalmadan, çok sık aralıklarla kalite testlerine tabi tu-tulabilmektedir. Bu sayede, problemler ve riskler,erken safhalarda fark edilebilmektedir. Sonuç olarakyazılım, geleneksel metotlara göre, çok daha kısa sü-rede geliştirilebilmektedir.PERSIST mimarisinde, projelerde hızlı sonuçlaralınmasını sağlayan bir başka önemli özellik deuygun fonksiyonların birden fazla projede kullanıl-masına olanak sağlanmasıdır (Şekil 3). Her projebaşlangıcında çıkarılan yol haritasında, genel kü-tüphaneden alınabilecek fonksiyonlar belirlen-mekte ve konfigürasyon listeleri aracılığıyla projeyeaktarılarak test edilmeye başlanmaktadır. Projeyeözel fonksiyonlar için ise ilk adımda fiziksel analizyapılarak uygun yazılımlar tasarlanmaktadır. Tasar-lanan ve sürekli geliştirilen ürün üzerinde projeninolgunluk seviyesine göre gerekli testler yapıldıktansonra, başarılı olan fonksiyonlar, AUTOSAR ku-rallarına uygun olarak tanımlanmış arayüzler kulla-nılarak birleştirilmektedir.PERSIST mimarisi, uygulanabilirliğinin gözlenmesiamacıyla FEV’in, GT2 adlı tanıtım aracında bulu-nan çift turboşarjlı benzinli motorun yazılımının ge-liştirilmesinde kullanılmıştır. Geliştirme sırasında,yazılımdaki 41 modül için, toplamda 155 fonksiyon

başarıyla tasarlanıp uygu-lanmıştır. Yazılımın ka-lite kontrolü için, 130birim testi ve 100’denfazla modelleme yöner-gesi kullanılmıştır. Buprojede kullanılan fonk-siyonların %50‘si, birisidizel motor olmak üzere,diğer projelerde kullanıl-maya başlanmıştır.

SonuçGünümüzde, otomotiv-

deki gittikçe karmaşıklaşan kontrol yazılımları ve ka-lite standartlarını yakalamak için artan çalışmalar,yazılım geliştirme konusunda, yeni konseptlere ihtiyaçdoğurmaktadır. Bu makalede anlatılan PERSIST mi-marisi, hem geliştirme için bir altyapı olmakta hemde geliştirilen ürünün, kalite normları açısından sü-rekli denetlenmesini sağlamaktadır. Ayrıca temelfonksiyonların, farklı projelerde tekrar kullanılabilme-sini de koordine etmektedir. Bütün bunlar, CI pren-siplerinin otomotivde kullanılan model temelliyazılım geliştirme yöntemlerine uyarlanmasıyla ve ka-lite kontrolündeki manüel işlerin azaltılmasıyla sağla-maktadır. Sonuç olarak; FEV tarafından geliştirilenPERSIST mimarisi, yazılım geliştirmede, hatalarınerken fark edilerek hata oranının asgariye indirilme-sini ve tasarım sürelerinin kısalmasını sağlamaktadır.

Kaynaklar:[1] J. Dannenberg et al.(2014): The Coming Age of

Collaboration in the Automotive Industry, Oliver Wyman Group, http://www.oliverwy-man.com/pdf_files/MMJ17-AutoIndustry-Collab.pdf, 13.06.2014 tarihindegörüntülendi

[2]N. N. (2010): Annual report 2010, German Federal Office for Motor Traffic, Flensburg

[3]N. N.: Emergency Road Service statistics, GermanAutomotive Society (ADAC), Munich 2009

[4]Richenhagen et al. ( 2012): Customizing ModelingGuideline Checks Within a Continuous Integration Framework for Automotive Model-Based Control Software Development,Mathworks Otomotiv Konferansi, Stuttgart

[5]M. Fowler et al. (2001): The Agile Manifesto, Software Development, Cilt 8

[6]Richenhagen et al. (2013): Development of Modular Powertrain Controls with Continuous Integration, ATZ Elektronik Worldwide, Cilt 8,Sayı 2, pp 50-53

Şekil 3. PERSIST mimarisinde genel fonksiyon kütüphanesi ve projelere özel fonksiyon tasarlanması [6].

MAKALE I Otomotiv

18 www.figes.com.tr

Günümüzün modern araçlarındakullanılan elektronik sistemler ve fonksiyon-ların sayısı, büyük bir hızla artıyor. Dünyanın

önde gelen kuruluşlarına göre, 10 yıl içerisinde otonomgiden akıllı araçlar, kara yollarında yerlerini alacak. Do-layısıyla araç içerisinde kullanılan sensör tipi ve sayısı,sensörlerden gelen verileri anlamlandıracak gömülü ya-zılım ihtiyacı ve kullanılmakta olan mikroişlemci vemikrodenetleyiciler de giderek artıyor. Dünyada oto-motiv sektöründeki bu değişim göz önüne alındığında,sadece mekanik imalat yapan firmaların bile sistem üre-timine geçip, bu sistemlerin içine elektronik ve gömülüyazılım entegre ederek akıllı sistemler üretmeye başla-ması bekleniyor. Otomotiv sektöründe çalışan mü-hendislerin bu gelişmeleri takip edip uygulamanın yanısıra araçlardaki güvenlik gereksinimi, düşük yakıt tüke-timi, kirlilik, eğlence sistemleri ve konfor gibi faktörler-den kaynaklanan gereksinimleri de sağlamaları vegeliştirmeleri gerekiyor.Bu nedenle otomotiv mühendisleri, ileri düzey denetimsistemlerinin, sinyal ve görüntü işleme uygulamalarınınve haberleşme sistemlerinin tasarımında, hızlı ve düşükmaliyetli bir geliştirme süreci sağlayabilmek için simü-lasyon platformlarından yararlanıyorlar. Bir tasarımaracı olarak Simulink, hassas ve esnek modelleme im-kanı ve simülasyon kabiliyeti sayesinde bir endüstristandardı haline gelmiş olup, Simulink’in sunduğu“Model Tabanlı Tasarım” süreci, dünya üzerindeki tümlider otomotiv kuruluşları tarafından kullanılmaktadır.Model Tabanlı Tasarım; kontrol sistemleri, sinyal iş-leme ve iletişim sistemleri de dahil olmak üzere, dina-mik sistemlerin düşük maliyetli ve hızlı geliştirilmesini

sağlayan bir süreçtir. Güvenli sü-rüşü sağlayacak, yakıt tüketimini azal-

tacak ve markaya yeni teknolojilerkatacak algoritmaların geliştirilmesinin ye-

terince zor olduğu bir ortamda, mühendislere esnekbir modelleme, görselleştirme ve test ortamı sunar. Buortam, aynı zamanda, otomotiv ana ve yan sanayi üre-ticilerinin ürün geliştirme süreçlerini hızlandırma yete-neğine de sahiptir. Simulink ve diğer tasarım araçlarınınsunduğu Model Tabanlı Tasarım yaklaşımı ile mühen-disler, modellerini, ellerinde var olan verilere ve ister-lere göre, fiziğin temel prensiplerini kullanarak veya veriyönelimli modelleme yöntemi ile geliştirebilir. Gelişti-rilen algoritma ve modeller, simülasyon fazında, gerçekzamanlı veya gerçek zamanlı olmayan yapılandırmalarlatest edilebilir; gerçek dünya etkileri, pahalı prototiplemeyöntemlerine gerek kalmadan bilgisayar ortamında sağ-lanabilir.Model Tabanlı Tasarım;n Proje ekipleri arasında ortak bir tasarım ortamı

sağlayabilme,

Otomotiv Elektroniği veYazılımında Model TabanlıTasarım

Burcu GÜNGÖRMATLAB Proje ve

Uygulama Mühendisi

FİGES A.Ş.

n İsterler ile tasarımları doğrudan bağlayabilme,n Hataları tespit edip düzeltebilme,n Stateflow gibi diğer tasarım araçlarıyla entegre

çalışabilme,n Çoklu alan simülasyonları oluşturabilme,n Gömülü yazılım kodunu otomatik olarak

üretebilme ven Oluşturulan kodları otomatik olarak

belgeleyebilme gibi özellikleri sayesinde, verimliliği arttırmaya olanak sağlar.

Buna ek olarak, Model Tabanlı Tasarım yaklaşımıyla si-mülasyonlar, bir sistemi dinamik ve algoritmik olarakincelemenin yanı sıra sürücü ve yol koşullarının model-lenmesinde ve görselleştirilmesinde de kullanılabilir.Model Tabanlı Tasarım’daki iş akışı, Şekil 1’de verilenstandart V döngüsü ile açıklanabilir.Model Tabanlı Tasarım, aynı zamanda, araç geliştirici-leri, otomobil üreticileri ve tedarikçileri tarafından ortakgeliştirilen açık ve standart bir otomotiv yazılım mima-risi olan “AUTOSAR” yaklaşımıyla da tamamen uyum-ludur. Mühendisler, Simulink ve Embedded Coder araçkutularını kullanarak AUTOSAR üretim kodu oluştu-rabilir. Simulink, AUTOSAR’a özgü blokları kullan-mak yerine, AUTOSAR’ın model yapılandırmaayarlarını destekler. Bu sayede, tek bir Simulink modeli,AUTOSAR ortamında veya dışında simülasyon, hızlıprototipleme ve kod üretimi için bir referans olarak kul-lanılabilir.Model Tabanlı Tasarım ile yüksek bütünlüklü gömülüsistemleri geliştirmek için, iyi tanımlanmış bir süreç veözenli bir doğrulama gerekir. Otomotiv sektöründe kul-lanılan temel fonksiyonel güvenlik standardı ISO26262’dir. Mathworks danışmanları, bu süreci manuelmetottan Model Tabanlı Tasarım’a taşımak için, tümdünyada mühendislere destek vermektedir. “ISO 26262Process Deployment Advisory Service”, ISO 26262

standardına göre, mevcut süreçteki boşlukları tespit ede-cek ve Model Tabanlı Tasarım kullanarak daha opti-mize ISO 26262 süreci yürütülmesini sağlayacak bir yolharitası sunar. Bu danışmanlık hizmeti, senelerce yüksekbütünlüklü gömülü sistemlerin geliştirilmesi konusundaçalışmış uzman Mathworks danışmanları tarafından ve-rilir. Bu hizmet aşağıdaki unsurları içerir.n İsterlerin izlenebilirliği,n İster tabanlı test,n Simulink Model Advisor ile model standartlarının

kontrolü,n Yorum, statik analiz, yazılım ve model mimarisi

denetimi,n Simulink Design Verifier ile tasarım analizi,n Embedded Coder ile kod üretimi,n Derlenen ve üretilen kodların SIL ve PIL testleri ven IEC Certification Kit ile (ISO 26262 için)

araç nitelemeSonuç olarak, otomotiv sektöründe kullanılan tekno-loji hızla gelişiyor ve araç içerisinde kullanılan elek-tronik sistemler ve yazılım ihtiyacı giderek artıyor.Mühendisler, bu ihtiyaca cevap verebilmek için Mat-lab, Simulink ve diğer araç kutularının sunduğuModel Tabanlı Tasarım yaklaşımıyla araştırma-geliş-tirme süreçlerini hızlı ve düşük maliyetli olarak sür-dürebilirler.

ARGE DERGİSİ 19

Şekil 1. Model Tabanlı Tasarım iş akışı içinstandart V döngüsü.

TANITIM I Otomotiv

20 www.figes.com.tr

Firmamız AL-KOR, 1970yılında İstanbul’da faaliye-tine başlamıştır. Bugün

12.000 m2 alanda, İstanbul’ un üçayrı noktasında faaliyetlerinedevam etmekte olan AL-KOR,başta Avrupa olmak üzere, Asya,Afrika ve Amerika kıtalarındaki16 ülkede bulunan, 45 farklı müş-teriye ihracat yapmaktadır.American Quality Assessors(AQA) ISO 9001:2000 ve TS

16949:2002 kalite sertifikalarına sahip olan AL-KOR,otomotiv sektörü başta olmak üzere, telekomü-nikasyon ve beyaz eşya sektörlerine hizmetvermektedir. Otomotiv sektöründe,OEM (Mercedes, Fiat, BMW, VW,Ford) ve “Tier1” müşterilerine hiz-met vermektedir.Ar-Ge çalışmalarımız ve bu çalışma-larımızla müşterimize desteğimizden do-layı, Valeo Grup ile farklı kıtalarda işbirliğimizi arttırdık. Bundan dolayı, Mart ayındayapılan tedarikçi gününde, 30 Türk tedarikçisi ara-sından, farklı kıtalarda en çok iş geliştiren tedarikçiödülüne layık görüldük.İlerleyen teknoloji ve değişen müşteri talep ve bek-lentilerini dikkate alan AL-KOR, ürünlerini, önceAr-Ge bölümünde, sanal ortamda ve laboratuvarda,mekanik ve elektronik olarak geliştirir. Daha sonra,

kalıp tasarımı ve proses tasarımı yapan AL-KOR, en-düstriyel üretime geçer. AL-KOR; Kalıphane, PlastikEnjeksiyon, Pres Sheet Metal İşletme ve OtomasyonMontaj ve Test Bölümleri ve Kalite Yönetim Bölüm-leri ile faaliyet göstermektedir.

AL-KOR, ilk adımda, üreteceği ürünün Ar-Ge ça-lışmalarının mekanik kısmını, NX Catia Solid-

works CAD yazılımını kullanarakgerçekleştirmekte ve ürünlerini tasarla-

maktadır. Tasarladığı bu ürünlerininüretilebilirliğini, Moldflow ve Au-

toform analiz programlarındadoğrulamaktadır. Ürünlerin

elektronik bileşenleri için ise Al-tium yazılımlarını kullanarak, PCB

kart tasarımlarını gerçekleştirmektedir.Tasarım doğrulama süreçleri, fiziksel test-

ler öncesinde, büyük oranda sanal ortamda yapılmak-tadır.AL-KOR, sıfır PPM hedefine ulaşmak amacıyla kendi

AL-KOR Otomotivin Elektroniğe Yolculuğu

Erol DİVANYANARGE YöneticisiAL-KOR Makina

Kalıp San. ve Tic. A.Ş.

Tüm

gör

selle

r: ©

AL-

KO

R

üretim hatlarında ürün güvenilirliği için Pokayokeyöntemlerini kullanarak, oluşabilecek hatalarınönüne geçmektedir. Kullanmakta olduğu tüm robotiksistemlerin tasarımını kendisi yapmakta ve yazı-lımlarını da kendisi geliştir-mektedir. Bu hatlarıyöneten PLC ve özelelektronik kartları ta-sarlayarak yazılımlarınıgerçekleştirmektedir.AL-KOR, DistributedControl System (DCS)kullanarak, 2-16 istasyonunolduğu, esnek otomasyonhatları tasarlamakta ve prog-ramlamaktadır.

ÇözümlerimizAL-KOR, otomotiv alanında, yolcuile şoförün haberleşmesini sağlayan sis-temlerin yanı sıra birden fazla yolcunun, kendi iste-ğine göre hava akışını ve kişisel aydınlatma düzeneğinikontrol edebildiği sistemler tasarlamaktadır. Bu sis-temlerin her birinde, araç ile haberleşen gömülü yazı-lımların olduğu elektronik kartlar bulunmaktadır.AL-KOR’un, binek cabrio araçlar için tavan meka-

nizmasının güvenli çalışabilmesini sağlayan ve ba-gajda eşya olup olmadığı kontrol eden komponent ta-sarımları mevcuttur. Sistem içerisinde sensör vegömülü yazılım bulunmaktadır. Bu sistem de araç ilehaberleşerek tavanın açılıp açılmayacağını kontrol

etmektedir.Dokunmatik Anahtar sistemimiz, yine

araçlar ve akıllı evler için dizayn edilen birdiğer ürünümüzdür. Bu sistemde kullanıcı,

sensörün üzerinde parmağını hareket ettire-rek, kişisel isteğine göre aydınlatma ışık akı-

sını kontrol edebilir.Acil Kit sistemimiz, endüstriyel alanlarda faa-

liyet göstermek üzere tasarladığımız bir projedir.Elektrik kesintisinde, acil çıkış kapısı alanlarında

ve aydınlatılması istenen yerlerde devreye girer vegüvenli olarak bina ve alan tahliyesi fırsatı sağlar.Akıllı Server Kabini projemiz, bilişim sektörü içintasarladığımız bir sistemdir.

Admin ve tanımlanankullanıcılara, acil du-rumlarda e-posta veSMS bildiriminde bu-lunan; su baskını duru-munda sıvı seviye tespitiyapabilen; server kabiniçinde sidecooler soğutmateknolojisi barındıran; kabiniçindeki elektrik tüketimini izlemeolanağı sağlayan; kabin içindeki ve dışındaki sı-caklık ve nemin bilgisinin takibi ile kabin ve kabinetiçindeki hava kalitesini izleme ve bildirimini yapabi-len bir sistemdir. 7/24 çevrimiçi (online) internet ara-yüzü desteği sayesinde, bilgilendirme ve izlemeyapabildiğimiz bu yeni nesil sistemin Ar-Ge çalışma-ları devam etmektedir.

ARGE DERGİSİ 21

MAKALE I Otomotiv

Elektrikli otomobillerde kul-lanılan elektrik motorları,ani tork vermesi, güçlü ve

dengeli hızlanma sağlaması vefosil yakıtlara kıyasla karbondiok-sit emisyonunu azaltması nede-niyle tercih edilmektedir. Bumotorların tasarımında, motorunelektromanyetik analizleri ve he-saplanan elektromanyetik kayıp-ların neden olduğu sıcaklıkdeğişimlerini hesaplamak için,bilgisayar destekli analizlerden ya-rarlanılmaktadır. Bu makalede, ANSYS Rmxprtyazılımı kullanılarak ön tasarımıyapılan bir elektrik motorununelektromanyetik analizleri Max-well yazılımı ile gerçekleştirilmişve elektromanyetik enerji kayıp-ları hesaplanmıştır. Kayıplarınneden olduğu sıcaklık ise ANSYSFluent yazılımı ile hesaplanmış vemotorun içinde bulunduğu kapu-tun havalandırma aralıkları ol-duğu ve olmadığı durumlardakisıcaklık analizleri gerçekleştiril-miştir.

1. Günümüzde Elektrikli Otomobillerve Elektrik MotorlarıElektrikli otomobil, bir veya dahafazla elektrik motoru kullanarak,bataryalarda ve/veya diğer enerjidepolama cihazlarında depoladığıelektriği kullanarak ilerleyen oto-mobildir. Elektrik motorları anitork verir, güçlü ve dengeli hız-lanma sağlar. Günümüzde, bilgi-sayar teknolojisinin hızlıgelişimine paralel olarak bilgisa-yar destekli analiz yazılımları,motor imalatçılarına proses adım-larında yol göstermektedir. Bu ya-zılımlar, elektrik motorlarınıntasarımlarında önemli girdilersağlamakta ve sanal bir laboratu-var olarak kullanılmaktadır.Motor tasarımları, simülasyon or-tamında iyileştirildikten sonraprototipe dönüştürülmekte; buyolla zaman kazanılmakta ve ma-liyet azaltılmaktadır. Simülasyon-ların çoklu fizik uygulamalarındaentegre çalışması, önemli biravantaj olarak görülmektedir.

Elektrikli Araç Motoru için Elektromanyetik ve Isıl Tümleşik Analizleri

Ebubekir BEYAZOĞLU

Makine YüksekMühendisi

FİGES A.Ş., Isıl Tasarım ve

Analizler Bölümü

22 www.figes.com.tr

Mert SafaMÖKÜKÇÜ

Elektrik YüksekMühendisi

FİGES A.Ş., Elektromanyetik

Tasarım ve Analizler Bölümü

Bu makalede, elektrikli aracın tah-rik sisteminde kullanılan fırçasızdoğru akım motoru için gerçekleş-tirilen elektromanyetik ve ısıl ana-lizler anlatılmış ve bu analizlerinsonuçları sunulmuştur. Fırçasızdoğru akım motorları yüksek ve-rimli, yüksek torka sahip ve sür-tünme kaybı motor içindeolmadığından ısınmanın az ol-duğu, kullanışlı bir motor tipidir.Bilgisayar destekli analizlerde en-düstriyel standart haline gelen veyaygın olarak kullanılan ANSYSMultiphysics® yazılımları kullanıl-mıştır. Elektromanyetik analiz-lerde, elektrikli araç motorununtasarımı yapılmış ve performansıanaliz edilmiştir. İkinci aşamada,ısıl analizler gerçekleştirilmiş vearaç motorunun araç kaputunutemsil eden kapalı bir ortamda ısıldeğişimleri incelenmiştir. ANSYSMultiphysics® ürünü; yapısal, ter-mal, alçak frekans ve yüksek frekanselektromanyetik uygulamalarını bü-tünleştiren bir yazılımdır. Elektrikliaraç motoru tasarımında oldukçayararlı olan bilgisayar destekli ana-lizler, ısıl etkilerin yapısal forma etkisini incelemek için de kullanı-labilir.

2. RMxprt ile Motor TasarımıRMxprt, elektrik motor-jeneratörtasarımlarında ilk adımda kullanı-lan, tasarımcıyı yönlendiren vetasarım sonucu oluşan motorunanalitik çözümlerinin detaylı ola-rak alınabildiği bir yazılımdır.Maxwell yazılımı ile tam uyumluçalışması sebebiyle bu yazılımlayapılan tasarımın Maxwell orta-mına doğrudan aktarılıp, sonluelemanlar analizi için model oluş-turulması kolaylıkla yapılabilmek-tedir. Bu çalışmada da ilk olarakmotor, Rmxprt ortamında tasar-lanmıştır.Çalışmada, motor tasarımı, 1300-1500 kg arasında ağırlığı olangenel bir sedan araç için, hem

hibrit hem de tam elektrikli araçkullanımına uygun olacak şekildegerçekleştirilmiştir. Nominal ola-rak motor gücü 50 kW kabul edil-miştir. Ayrıca araçların dişlikutuları da göz önüne alındıklarıtakdirde, motor nominal devir sa-yısının, yaklaşık 3000-4000 rpmaralığında olduğu düşünülebilir.Tasarımı yapılan motorun, kaputiçine tam olarak sığabileceği ön-görülmüştür. Bu nedenle boyutsınır koşulları, 272 mm dış çaplıolarak seçilmiştir. Bu giriş bilgi-leri, elektrik motoru tasarımındatasarım kriteri olarak dikkate alın-mış ve RMxprt yazılımı ile anali-tik çözüm oluşturulmuştur.Tasarımda bir diğer önemli nokta,malzeme seçimidir. Rotor malze-mesi olarak paslanmaz çelik; mık-natıs malzemesi olarak damanyetik yoğunluğu yüksek vedemagnetizasyonu zor olanNdFe35 tipi mıknatıs seçilmiştir.Tablo 1’de mıknatıs özellikleri ve-rilmektedir.

Tasarım parametreleri göz önünealınarak seçilen malzemelerlemotor tasarımı yapılmış ve yazılımçıktısı olarak elde edilen simülas-yon sonuçları Tablo 2’de özetlen-miştir.

ARGE DERGİSİ 23

Tablo 1. NdFe35 Tipi Mıknatıs ÖzellikleriMıknatıs Tipi NdFeB35 – SH

Artık Mıknatıslanma Br KGs 11,7-12,1T 1,17-1,21

Gidergenlik Kuvveti bHc KOe 10,8-11,5KA/m 860-915

İçsel Gidergenlik Kuvveti iHc KOe ≥20KA/m ≥1595

Azami Enerji Ürün (BH) max MGOe 33-35KJ/m2 263-279

Çalışma Sıcaklığı 0 0C ≤150

Tablo 2. MotorSimülasyon SonuçlarıKutup Sayısı 8Oluk Sayısı 48Gerilim 208 VDış Çap 272 mmMotor Uzunluğu 83 mmOluk Doluluk Oranı %69,4Hava Aralığı 0,75 mmMıknatıs Kalınlığı 6,5 mmMotor Tahmini Ağırlığı

32,5 kg

Akım Yoğunluğu 2,25 A/mm2

Toplam Kayıp 3150 WNominal Moment 50,2 NmNominal Hız 3000 rpmGüç 50 kWVerim %93,7

Şekil 1. M36-29G tipi saciçin B-H eğrisi

MAKALE I Otomotiv

24 www.figes.com.tr

Motorun sargı şeması Şekil 2’degörülmektedir.

Analizler sonucunda elde edilenmotor verim-hız eğrisi Şekil 3’tesergilenmiştir.

Motor simülasyonu sonucunda,motorun geniş hız değerleri

arasında, veriminin yüksekolduğu görülmektedir. Buda motorun farklı devir-lerinde, bir diğer deyişlearacın düşük ya da yük-sek hızlarında verimliolacağına işaret etmek-tedir.

3. MotorunMaxwell2D ile

ElektromanyetikAnalizi

Rmxprt'te tasarımı ve analitik so-nuçları elde edilen motorun, elektro-manyetik analizlerinin yapılması içinoluşturulan sonlu elamanlar ağının(SEA), Maxwell yazılımına akta-

rılması gerekmektedir. Maxwell,düşük frekanslı elektromanyetikalan simülasyonu için sonlu ele-manlar analizleri gerçekleştiren biryazılım paketidir. Motor, akümü-latör, transformatör ve diğer elek-tromanyetik yapıların tasarımındave analizinde kullanılabilmektedir.Elektromanyetik analizlerde, mo-torun simetrik yapısı dikkate alına-rak 2 boyutlu (2-B) analizlergerçekleştirilmiştir.Rmxprt'te tasarımı ve ilk analiziyapılan motorun SEA’sı, Max-well2D yazılımına, Şekil 4’te görül-düğü gibi aktarılmıştır. Rmxprt,Maxwell'in ihtiyaç duyduğu ayar-ları ve girdileri en optimum şekildeaktarmaktadır. Bu çalışmada, ağeleman sayısı motorun büyüklü-ğüne göre seçilmiş; manyetik akı-nın en çok değişim gösterdiğibölgelerde, ağ eleman sayısı sıklaş-tırılarak çözümün gerçekçi olmasısağlanmıştır. Elde edilen SEA gö-rüntüsü Şekil 5’te verilmiştir.Motorun SEA modelinde, 45.525adet eleman oluşturulmuş ve ana-lizler 26 dakikada tamamlanmış-tır. Elektromanyetik analizler,tam yükte yapılmıştır ve elde edi-len motor tork-zaman eğrisi Şekil6’da; endüklenen gerilim-zamaneğrisi Şekil 7’de ve sargılardakiakım-zaman eğrisi Şekil 8’de gös-terilmiştir.

Şekil 3. Analiz sonucu elde edilen motor verim–hız eğrisi.

Şekil 4. Motor 2-B SEA modeli.

Şekil 1. Motor sargı şeması.

Motor üzerindeki manyetik akıçizgileri, Şekil 9’da ve manyetikakı yoğunluğu çizimleri Şekil10’da sergilenmektedir. Motoryüklendikçe artan manyetik alanyoğunluğu motor tam yükte ikensimüle edildiğinden, motor sa-cında kısmen doyma görülebil-mektedir. Şekil 11’de, sargılar üzerinde olu-şan akım yoğunluğu vektörleri in-celenmiştir. Elektromanyetikanalizler sonucunda, kayıp ve ısıenerjisine dönüşen enerji değer-leri, ANSYS Fluent yazılımınagirdi olarak aktarabilmektedir.

4. Fluent ile Motor Isıl AnaliziTasarlanan motorun elektroman-yetik kayıpları, Maxwell yazılı-mıyla hesaplanmış ve ısılanalizlerin gerçekleştirilebilmesiiçin, Şekil 12’de görüldüğü gibi,ısıl analiz modülü olan Fluent’eaktarılmıştır.Yukarıda tasarımı ve elektroman-yetik analizleri gerçekleştirilen mo-torun kayıpları nedeniyle oluşanısının hesaplanabilmesi için, mo-torun araç kaputunda olduğu du-rumu göz önüne almak gerekir. Bunedenle kaput içerisindeki elektrikmotorunun konumu dikkate alına-rak modelleme yapılmıştır ve mo-torun araç kaputunu temsilen;tamamen kapalı, 57 cm x 57 cmboyutlarında ve 10 mm kalınlı-ğında çelik bir kutu içinde bulun-duğu varsayılmıştır. Isıl analizler de2-B olarak gerçekleştirilmiştir.Araç kaputunu temsilen kapalıçelik kutu içine yerleştirilen motor,Şekil 13'te görülmektedir.Isıl analizlerde, sınır şartları da budoğrultuda belirlenmiş ve elektrikmotorunun kaput içerisindeki ter-mal yönetimine etkisi incelenerekelektrik motorunun sıcaklık değer-leri hesaplanmıştır. Araç dışı ortamhava sıcaklığı sınır şartı olarak27°C, h=5 W/m2 Kalınmıştır.

ARGE DERGİSİ 25

Şekil 5. Motor SEA yapısı.

Şekil 6. Tork-zaman eğrisi.

Şekil 7. Endüklenen gerilim-zaman eğrisi.

Şekil 8. Sargı uyarması-zaman eğrisi.

MAKALE I Otomotiv

26 www.figes.com.tr

Analizlerde, havanın parametre-leri;n yoğunluk (density) 1,225 kg/m3,n spesifik ısınma (specific heat)

1006,43 j/kgK,n termal iletkenlik (thermal

conductivity) 0,0242 W/mK,n akışkanlık (viscosity)

1,7894×10-5 kg/msolarak alınmıştır. Kaputun yapıl-dığı malzeme olan çeliğin para-metreleri isen yoğunluk 8030 kg/m3,n spesifik ısınma 502,48 j/kgK,n termal iletkenlik 16,27 W/mKolarak kabul edilmiştir. Aracınkaputunun içerisinde sadece elek-trik motoru olduğu düşünülerek

hesap yapılmıştır. Kaput içeri-sinde bulunan elektrik motoru-nun hava akışının dahesaplamaya dâhil edilmesi duru-munda, motor ve kaput içi havaortamında oluşan sıcaklık dağı-lımları, Fluent yazılımı kullanıla-rak hesaplanmıştır.Kapalı bir araç kaputu içinde bu-lunan motorun ısınacağı ve hava-landırma sistemi bulunmaz ise içısının giderek artacağı açıktır. Busorunu gidermek üzere, araç kapu-tunda hava giriş ve çıkış noktalarıbelirlenmiş ve Şekil 14'te görül-düğü gibi, bu noktalardan havaakışına izin verilerek ısıl analizlergerçekleştirilmiştir.

Kaput içindeki sıcaklık değişimi,Şekil-15'te görülmektedir.Yapılan analizlerde, kaput için-deki sıcaklık değişiminin, havagiriş aralığı bölgesinde 26°C civa-rında olduğu ve çıkış aralığı böl-gesinde 43°C’ye ulaştığı; havaakışının sağlandığı ve ortam so-ğutmasının kaput dışındaki hava-nın kaput içinde akışını sağlamaksuretiyle gerçekleştirildiği görül-mektedir. Isıl değişimin yönü vehızı, Şekil 16'da gösterilmiştir.Araç kaputunda hava giriş (A) vehava çıkış (B) noktaları varkenkaput içindeki ısının değişim hızıŞekil 17'de verilmiştir. Bu sonuç-lar Şekil 15 ile karşılaştırıldığında,

Şekil 9. Manyetik akı çizgileri grafiği.

Şekil 10. Manyetik alan yoğunluğu grafiği.

kaput içinde belirli bir hava akışı-nın sağlandığı ve hava akış hızı-nın 0,005 m/sn mertebesine kadarulaştığı görülmektedir. Bu senar-yoda, hava akışını hızlandırıcı fanve benzeri bir araç kullanılmadığı

ve akışın tamamen doğal olarakoluştuğu dikkate alınmalıdır.Isıl analizlerde, yalnızca hava ara-lıkları oluşturmak suretiyle kaputiçinde belirli bir hava akışı sağla-nabileceği ve bunun ortam sıcak-

lığını azaltmada kullanılabileceğigösterilmiştir. Motorun soğutul-ması amacıyla kullanılacak etkinbir havalandırma sistemi, dahabaşarılı sonuçların alınmasını sağ-layacaktır.

5. SonuçlarMotor tasarımında, motorunelektromanyetik analizlerinin ya-pılması ve hesaplanan elektro-manyetik kayıpların nedenolduğu sıcaklık değişimlerini he-saplamak için çoklu fizik tabanlıanaliz yazılımlarından yararlanıl-maktadır. Bu makalede, ANSYSRmxprt ve Maxwell yazılımların-dan yararlanılarak elektrikli araç-larda kullanılan bir elektrikmotoru tasarlanmış ve analizler

ARGE DERGİSİ 27

Şekil 12. Maxwell-2D yazılımından Fluent yazılımına ANSYS Workbench ile veri aktarımı.

Şekil 13. Araç kaputunu temsilen kapalı çelik kutu içine yerleştirilen motor görüntüsü.

Şekil 11. Sargılar üzerindeki akım yoğunluğu vektörleri.

Şekil 14. Araç kaputunda hava akışını sağlayan aralıklarıngösterimi. A noktası: Hava Girişi; B Noktası: Hava Çıkışı.

MAKALE I Otomotiv

28 www.figes.com.tr

sonucunda oluşan kayıplar vemanyetik akı yoğunluklarındanhareketle sonlu elemanlar yön-temi kullanılarak yapılan elektro-manyetik analizden elde edilensonuçlar ve hesaplanan kayıplar,akışkanlar dinamiği çözümü ile desıcaklık hesaplamalarına dönüştü-

rülmüştür. Kayıpların neden ol-duğu sıcaklık ise ANSYS Fluentyazılımına doğrudan aktarılmış vemotorun içinde bulunduğu kapu-tun havalandırma aralıkları ol-duğu ve olmadığı durumlardakisıcaklık analizleri gerçekleştiril-miştir.

Kaynaklar:[1]M.S.Mökükcü, E.Beyazoğlu,

D.Bölükbaş, "Ortalama birelektrikli aracın tahrik sistemimotor tasarımı, elektromanyetikve ısıl analizi", OTEKON'14,7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi,26 – 27 Mayıs 2014, BURSA

Şekil 17. Araç kaputundaki hava aralıkları nedeniyleısının değişim hızı.

Şekil 15. Kaput içindeki sıcaklık değişimi. Şekil 16. Isıl değişim yönü ve hızı.