Elektrikli otomobilde gazı kesince devreye giriyor! Mühendisler uyardı: Kaza sebebi mi?
Elektrikli araçların enerjilerini geri kazanması ve menzilini uzatarak verimli bir sürüş sağlaması amacıyla kullanılan ‘rejeneratif frenleme’, 3 Aralık 2022’de hiç akla gelmeyecek bir kazada ‘şüpheli’ olarak değerlendirildi. Arkadan çekişli elektrikli araç sahipleri bu sistemle yağmurlu havada yolculuk yaptığında onlarca kez kazayla burun buruna geldi. İngiliz mühendislerin araştırdığı ve yaşanan kazalardan 16 yıl önce ‘dikkat’ dediği frenleme sistemini Prof. Dr. Ali Türkcan anlattı.
Zeynep Dilara Akyürek / Milliyet.com.tr – 1800’lerin 2’nci yarısında elektrikli araçlar yollarda yerini almıştı. 1900’lerde ise elektrikli araçlar ABD’de altın çağlarını yaşamaya başladı. O günlerde üretilen otomobillerin yüzde 28’i elektrikle çalışıyor ve bu oran büyük şehirlerdeki araçların üçte birini temsil ediyordu. Yani elektrikli araçların yeri önemliydi. Ancak bu hep böyle sürmedi. Elektrikli araçlar 1900’lerde bir unutulmuştu, ta ki 1990’a kadar. 1908’de Henry Ford Model T’yi tanıttığında, benzinli araçların seri üretimi, elektrikli araçların ışıltısını gölgede bıraktı. 1960’larda artan hava kirliliği benzinli araçların adına leke sürmek üzereydi. 1973’teki OPEC Petrol Krizi, elektrikli araçlara olan ilgiyi yeniden canlandırdı. Yani gün gelmiş devran dönmüştü. Ancak günümüzdeki kalite ve teknolojiye kavuşmak için biraz daha zaman gerekiyordu. 2006’da yapılan bir araştırma, 100 yıldan uzun bir süre önce keşfedilen elektrik motorlarından çok daha farklı bir şeye dikkat çekmişti. Elektrikli aracı çalıştırmak kolaydı, peki durdurmak? Frene basıldığında ya da ayağını gazdan çektiğinde otomatik devreye giren ‘rejeneratif frenleme’ arkadan çekişli elektrikli araç sahiplerinin henüz tanımadığı katili olabilir miydi? Kocaeli Üniversitesi Otomotiv Mühendisliği Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ali Türkcan Milliyet.com.tr’ye anlattı.
2006’DA ARAŞTIRILDI, 2022’DE YAŞANDI!
Rejeneratif frenleme sistemi, alışılmış frenler gibi çalışmıyordu. 1967’de bu sistemle henüz tanışıldığında günümüzde hibrit ve EV’lerin bu sistemi pil menzilini uzatmak ve bu sistemden faydalanmak için kullanmayı tercih edileceği belli olmuştu. Ancak elektrikli araçların modern yaşama iyice dahil olması 2020’de ancak gerçekleşti. Bu gelişmelerle tasarlanan araçları kullananlar ve tasarlayanlar içinse tecrübeye dayalı öğrenilecek pek çok şey vardı. Çünkü teoride her ne kadar kusursuz olsa da farklı koşullarda tam anlamıyla oransal bir başarı değeri yoktu. 2022’de yaşanan bir kaza da, 2006’da yayınlanan bir makaledeki olası tehlikeyi gözler önüne sermişti. Rejeneratif frenleme gerçekten de araştırmada bahsedildiği gibi ölümlü kazalara sebep olabilecek tersliklere yol açar mıydı?
3 Aralık'ta arkadan çekişli elektrikli aracıyla normal bir sürüş deneyimi yaşayan şoför, bir süre sonra aracın arka tarafının sallanmaya başladığını hissetmişti. Ciddi bir sorun yaşamamak için pek çok kişinin yapacağı gibi ayağını gaz pedalından çeken sürücü, rejeneratif frenlemenin etkinleşmesiyle aracın suda kızaklamasıyla yüzleşti. Kaza sırasında araç, hız sınırının altında olmasına rağmen önündeki araca çarptı ve çim bariyere doğru sürüklendi. Sonunda bariyerlere çarpıp duran aracın hava yastıkları açıldı ve ön sağ tekerlek neredeyse düşecek gibi duruyordu. Aracın sahibini meraklandıran da bu olmuştu. Biraz daha araştırdığında şüpheleri onu rejenaratif frenleme sistemine götürdü. Daha sonra kazayı araştıran İngiliz mühendisler bu gibi kazalara karışan arkadan çekişli pek çok elektrikli araç olduğunu gördü. Yani bu sistemle ilişkili algoritmalarda sorun olduğu açıktı. Ancak pek çok otomobil üreticisi mühendislerin uyarılarına rağmen bu konuda konuşmayı reddetti.
GERÇEKTEN SUÇLU REJENERATİF FRENLEME OLABİLİR Mİ?
2006’da kazanın sebebi olan durumla ilgili yapılan araştırmada daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulacağı da belirtilerek, “Arka aks tahrikli olması durumunda, viraj alma sırasında araç kontrolü ve stabilitesi üzerinde özellikle düşük sürtünme katsayısına sahip yüzeylerde önemli etkileri olabileceği yapılan bu simülasyon çalışması ile belirtilmiş ve çözüm önerisi olarak ta aktif tahrik sistemleri kullanarak rejeneratif frenleme torkunun yeniden dağıtılması ve bunu yaparken maksimum enerji geri kazanımının korunması sağlanabildiği” ifade edilmişti. Prof. Dr. Ali Türkcan da bu frenleme sisteminin çalışma prensiplerine ilişkin bilgiler verdi. Prof. Dr. Türkcan, “Rejeneratif frenleme ile tanımlanan husus taşıtta herhangi bir güç talebi olmadığında ve aracın kendi ataleti ile yoluna devam ettiği çalışma şartlarında elektrik motorunun alternatör görevi görerek elektrik üretme modunda çalışarak bataryanın şarjını gerçekleştirmesidir. Elektrik üretimi sırasında alternatörde oluşan manyetik alan şafttaki hızı azaltacak dolayısıyla taşıtın yavaşlamasını sağlayacaktır. Ancak bu yavaşlama tekerleklerde balata ile yapılan frenleme şeklinde gerçekleşmez dolayısıyla tekerleklerin yol ile temasını doğrudan etkileyecek nitelikte değildir. Motordaki şaft yoluyla gerçekleşen yavaşlama, bir aracın bir eğimi tırmanırken gaz pedalından ayağınızı çektiğinizdeki yavaşlama ile aynı karakteristiğe sahiptir. Dolayısıyla teknik anlamda rejeneratif frenleme ile aracın yol tutuş kararlılığı arasında kayda değer nitelikte bir ilgi yoktur” diye konuştu. Prof. Dr. Ali Türkcan makalede belirtilen sorunla ilgili ise şu ifadelerini kullandı:
“Araç dinamiği üzerinde uygulanan birçok kontrol stratejisi, özellikle düşük sürtünme katsayılı yüzeylerde, buzlu yollarda aracın yola tutunması ve bu süreçte ESP ve ABS arasındaki uyumun sağlanması için farklı algoritmalar yürütülerek aracın güvenliği sağlanıyor. Burada doğrudan rejeneratif frenlemenin yüzey sürtünme katsayısı yüksek olan durumlarda veya virajlarda bir problem yaratmadığı belirtilirken, düşük yüzey sürtünme katsayısına sahip yüzeylerde de yine ESP ve ABS’nin üzerinde farklı algoritmalar kurularak olabilecek minör etkilerinde düşürülebilmesi mümkün ve bu hususta günümüzde majör problem olarak görülmüyor.”
‘GÜVENLİ BİR YAVAŞLAMA SAĞLIYOR’
Rejeneratif frenleme aslında yalnızca elektrikli araçlarla hayata geçirilmiş bir sistem değildi. Başka bir isimle onu tanıyan pek çok sürücü vardı. Özellikle büyük ve ağır araçlarda sağlıklı şekilde yavaşlamayı sağlamak adıyla ‘retarder’ ismiyle tanınan sistem, sürekli veya ağır şartlar altında kullanılan fren sistemi (örneğin yokuş aşağı inen bir kamyonun frenleri) ısınarak etkisiz hale gelmesinin önüne geçebilmek için güvenli olan hız kesiciler geliştirilmişti. Üstelik yalnızca kara yollarında değil, demir yollarında da kullanılabilen bu hız kesiciler, trenlerde de kullanılıyor. Ancak bu sistemle ilgili önemli bir nokta daha var. Sistem düşük hızlarda etkili şekilde çalışmadığından gaz pedalına dokunulmadığında bile aracı tam anlamıyla durdurmuyor. Bu nedenle tam durma için sürtünmeli frenlere ihtiyaç duyuluyor. Hız kesiciler aynı zamanda aracın hızını sabitlemek için de kullanılıyor. Prof. Dr. Ali Türkcan da, 1950'li yıllarda Amerika'da uzunluğu ve ağırlığı büyük olan yük trenlerini durdurma amaçlı olarak geliştirilen retarderle ilgili bilgi vererek sözlerini noktaladı:
“Taşıt kontrolü açısından birçok parametrenin sürüş güvenliği üzerindeki minör de olsa etkileri her zaman araştırma konusudur. Ancak bu konuda kayda değer bir sıkıntı günümüze kadar yaşanmamıştır. Aksine bu strateji ağır ticari taşıtlarda ‘retarder’ olarak bilinen ismiyle kullanılıyor ve aracın elektromanyetik olarak şaft üzerinden frenlenmesini sağlanarak aracın daha güvenli bir şekilde yavaşlamasına ve durdurulmasına, özellikle de düşük yüzey sürtünme katsayısına bağlı yollarda imkan tanıyor.”
