AR-GE
Elektrikli Araç Teknolojileri Bölümü
TÜBİTAK RUTE Elektrikli Araç Teknolojileri Bölümüne bağlı Araç Kontrol Sistemleri, Donanım Tasarım Grubu, Elektrik Makinaları Grubu, Güç Elektroniği Grubu ve Mekanik Tasarım ve Analiz Grubu, raylı ulaşım sektöründe çeşitli alanlarda önemli çalışmalar yürütmektedir. Araç Kontrol Sistemleri Grubu, Tren Kontrol ve Yönetim Sistemleri üzerine odaklanarak raylı taşıtların elektronik sistemlerini entegre eden kapsamlı bir sistem bütünü geliştirmektedir. Donanım Tasarım Grubu, elektronik donanım ihtiyaçlarına yüksek teknoloji ve güvenli sistemlerle cevap verirken, Elektrik Makinaları Grubu çeşitli raylı taşıt platformları için tahrik motorları ve elektrikli araç çekiş sistemleri tasarlamaktadır. Güç Elektroniği Grubu, raylı taşıt platformları için cer/çekiş sistemleri ve yardımcı güç birimleri tasarlayarak prototip üretim ve testler gerçekleştirmektedir. Mekanik Tasarım ve Analiz Grubu ise araç gövdesi tasarımından çarpışma analizlerine kadar geniş bir yelpazede detaylı süreçlerle yüksek güvenlik ve performans standartlarını hedefleyerek çalışmalarını sürdürmektedir. Gruplar, sektöre yönelik projelerde etkileşim içinde çalışarak bilgi ve tecrübelerini paylaşmaktadır.
- Paydaşlarımızın gereksinimlerini karşılayan, uluslararası standartlarla uyumlu, genişleyebilir, esnek, uygun maliyetli, yerli kaynaklar geliştirmek.
- Merkezî (Araç) Kontrol Ünitesi
- Kontrol/kumanda senaryo tasarım ve uygulamaları
- İnsan Makine Arayüzleri (HMI)
- Tren Haberleşme Ağı (TCN – IEC61375)
- GSM ile yer merkez istasyonu haberleşmeleri
- Olay Kaydediciler ve Bakım – Analiz Yazılımları
- Raylı araç simülasyon yazılımları
- Asenkron demiryolu cer motor geliştirilmesi
- Elektrikli araçlar için tahrik motoru geliştirilmesi
- Santraller için hidrojeneratör geliştirilmesi
- Cer/çekiş konverteri geliştirilmesi
- Yardımcı güç birimi geliştirilmesi
- Güç elektroniği sistemlerinin tasarımı ve optimizasyonu
- Çekiş kontrol algoritmalarının geliştirilmesi ve benzetimi
- Çekiş kontrol yazılımlarının geliştirilmesi
- Yardımcı güç birimi kontrol algoritmalarının geliştirilmesi ve benzetimi
- Yardımcı güç birimi yazılımlarının geliştirilmesi
- Cer Kontrol Ünitesi (CKÜ) Donanım Tasarımı ile Geliştirme ve Testleri
Cer Kontrol Ünitesi (CKÜ)
EN50121 ve EN50155 standartlarına uygun olarak geliştirilen Cer Kontrol Ünitesi (CKÜ), cer sistemi kontrol, koruma, kayıt ve haberleşme fonksiyonlarını; FPGA, DSP ve MCU yazılımlarının çalıştırıldığı elektronik kartlarla gerçekleştirir.
- Fiber Optik Giriş Çıkış Kontrolü
- PWM Üretimi ve Kontrol
- Çekiş Kontrol ve Koruma
- Analog ve Sayısal Arayüz Sinyalleri Kontrolü
- Haberleşme ve Kayıt Birimi
- Güç / Omurga
Modüllerinin elektronik tasarım, üretim ve testleri Donanım Grubu bünyesinde gerçekleştirilir.
- Tren Kontrol Yönetim Sistemi (TKYS) Donanım Tasarımı ile Geliştirme ve Testleri
RIOM – Uzak Sinyal Giriş Çıkış Modülü ve VCU – Araç Kontrol Ünitesi
EN50121 ve EN50155 standartlarına uygun olarak geliştirilen RIOM – Uzak Sinyal Giriş Çıkış Modülü ve VCU – Araç Kontrol Ünitesi, tüm tren alt sistemleri için ileri teknoloji yazılımlarla merkezî denetimin gerçekleştirildiği elektronik donanımlardır.
- Merkezî Kontrol Modülü
- Analog Giriş Çıkış Modülü
- Sayısal Giriş Çıkış Modülü
- Haberleşme ve Kayıt Birimi
- Güç / Omurga
Modüllerinin elektronik tasarım, üretim ve testleri Donanım Grubu bünyesinde gerçekleştirilir.
Gömülü Yazılım Geliştirme
Donanımlarımızın programlanabilir birimlerinde yürütülen gömülü yazılımlar, uluslararası normlarda kabul görmüş yazılım yaşam döngülerine göre geliştirilmektedir. Yazılım gereksinimlerinin üretilmesi, gereksinimlerin implementasyonu, çıktıların entegrasyonu ve testi, ilgili donanımların test senaryolarına uygun algoritmaların geliştirilmesi faaliyetleri ile birlikte; ilgili yazılımların versiyon kontrolü, kalite kontrolü, ve dokümanlarının üretilmesi çalışmaları yürütülmektedir. Bu kapsamda şu konularda faaliyetler yürütülmektedir:
Bare-Metal Yazılım Uygulamaları:
- ARM Cortex-M tabanlı mikro kontrolör (MCU) yazılımları,
- Seri haberleşme ara yüzlerinin, uygun yazılım protokoller (CAN, SPI, I2C, RS-485 …),
- Kablosuz haberleşme protokolleri (GSM/GSMR, GPS, Wi-Fi),
- Gerçek zamanlı işletim sistemi (FreeRTOS),
- 3rd party kütüphaneler (lwip, ff …).
Embedded Linux Uygulamaları:
- Yocto Linux dağılımının ilgili donanım modüllerine (System on Module, SoM) uygun konfigürasyonu,
- Modül donanım arayüzleri ve ilgili Linux sürücü kütüphaneleri,
- Süreçler arası iletişimler (Interprocess Communication, Shared Memory).
Gömülü yazılımlar, donanımların haricî arayüzleri ile birlikte, alt modüller arasında haberleşme, veri kayıt, emniyet sinyallerinin takibi ve birçok donanım kontrol görevlerini, gerçek zamanlı işletim sistemi (FreeRTOS) aracılığıyla eş zamanlı yerine getirmektedir.
Araç Gövdesi Tasarım
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler dikkate alınarak araç gövdesi için aşağıdaki konularda faaliyetler gerçekleştirilmektedir:
- Boyutlandırma
- Ön Analiz
- Konsept Tasarım
- Detay Tasarım
- İmalat Dosyalarının Hazırlanması
Araç Gövdesi Statik Analizleri
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler (EN 12663) dikkate alınarak araç gövdesi için statik, burkulma, modal analiz çalışmaları gerçekleştirilmekte, yürütülen analizler sonucunda aracın belirlenen mukavemet şartlarını sağlayıp sağlamadığının kontrolü yapılırken, nihai tasarımın entegre edilecek tüm ekipmanlar için sağlıklı bir çalışma ortamı oluşturmasına yönelik optimizasyon faaliyetleri yürütülmektedir.
Araç Gövdesi Çarpışma Analizleri
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler (EN 15227) dikkate alınarak araç gövdesi için farklı senaryolar altında çarpışma benzetimleri gerçekleştirilmekte ve tasarlanan araçların bu benzetimler esnasında makinist ve diğer kullanıcılar için yeterli yaşamsal hacmi sağlayıp sağlamadığı kontrol edilmektedir.
Boji Tasarım
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler dikkate alınarak boji için aşağıdaki konularda faaliyetler gerçekleştirilmektedir:
- Boyutlandırma
- Ön Analiz
- Konsept Tasarım
- Detay Tasarım
- İmalat Dosyalarının Hazırlanması
Boji Statik Analizleri
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler (EN 13749) dikkate alınarak boji için statik, burkulma, modal analiz çalışmaları gerçekleştirilmekte, yürütülen analizler sonucunda bojinin belirlenen mukavemet şartlarını sağlayıp sağlamadığının kontrolü yapılırken, nihai tasarımın entegre edilecek tüm ekipmanlar için sağlıklı bir çalışma ortamı oluşturmasına yönelik optimizasyon faaliyetleri yürütülmektedir.
Boji Yorulma Analizleri
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler (DVS 1612) dikkate alınarak boji için yorulma analiz çalışmaları gerçekleştirilmekte, yürütülen analizler sonucunda bojinin belirlenen mukavemet şartlarını sağlayıp sağlamadığının kontrolü yapılırken, nihai tasarımın güvenilirlik, emre amadelik ve bakım yapılabilirlik yönünden değerlendirmelerine olanak veren faaliyetler yürütülmektedir.
Gabari Analizleri ve Kinematik Analizler
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler (EN 15273) dikkate alınarak demiryolu araçları için aracın kendi bileşenleri arasındaki ve altyapı ile olan kinematik etkileşimler analiz edilmekte, güvenli operasyon koşullarının sağlanabilmesine yönelik tasarım faaliyetleri gerçekleştirilmektedir.
Araç Dinamiği Analizleri
Uluslararası Karşılıklı İşletilebilirlik Şartnamesi (TSI) ve müşteri kurumların belirlediği gereksinimler (EN 14363) dikkate alınarak demiryolu araçları için süspansiyon topolojisi optimizasyonu gerçekleştirilmekte, elde edilen tasarımların gerekli sürüş emniyeti ve konforu kriterlerini sağlayıp sağlamadığının kontrolüne olanak veren benzetim ve test faaliyetleri yürütülmektedir.
Mekanik Tasarım ve Analiz
Mekanik Tasarım ve Analiz kapsamında, Enstitü bünyesinde gerçekleştirilen projeler için aşağıdaki konularda faaliyetler yürütülmektedir:
- Mekanik Tasarım
- Kontrol Gerektirmeyen Mekanizma Tasarımı
- Elektrik ve Kontrol Kabineti Mekanik Tasarımı
- Soğutma Sistemi Tasarımı ve Boyutlandırma
- İmalat Dosyalarının Hazırlanması
- Dayanım ve Ömür Analizleri
- Titreşim, Şok ve Doğal Frekans Analizleri (EN 61373)
- Dinamik Analiz (Explicit)
- Çoklu Sistem Dinamiği Analizleri
- Akışkanlar Dinamiği Analizleri
AR-GE
Altyapı / Teknik Özellikler
- Güç Elektroniği Laboratuvarı
- Güç Elektroniği HIL (Hardware in-the-loop) Test Ortamı
- 4-kanallı, fiberoptik bağımsız kapı sürücü adaptörü
- 30kW, 90 l/dk kapasiteli su soğutma istasyonu
- 50kW, 4.000VDC güç kaynağı
- 4-kanallı, 1MHz, Osiloskop
- 6kV diferansiyel gerilim probları
- 6kA akım probları
- 400VAC/1.350VAC Trafo
- Lisanslı güç elektroniği benzetim programı
- Lisanslı PCB tasarım programı
- Muhtelif DSP, Mikrodenetleyici ve FPGA geliştirme kitleri, programlayıcı ve hata ayıklayıcılar
AR-GE
Projeler / Ürünler
- TRAYS – TÜBİTAK Raylı Araç Yönetim Sistemi (E1000, E5000, Gaziray Millî Banliyö Treni ve Millî Hızlı Tren)
- Dizel Elektrikli Lokomotifler için Cer Sistemi Geliştirilmesi
- E5000 Tip Elektrikli Lokomotif Geliştirilmesi
- Dizel Elektrikli Lokomotifler için Cer Kontrol Ünitesi – TRACS-KP-D
- Yeni Nesil Elektrikli Tren Setleri için Cer Sistemi ve TKYS Geliştirilmesi – YEMU
- HTS EMU 225 için Çekiş Sistemi ve TKYS Geliştirilmesi
- Lokomotifler için Yeni Nesil Kontrol ve Tahrik Sistemi Geliştirilmesi
- Hafif raylı araç-tramvaylar için tahrik motor geliştirilmesi
- BURSARAY DEUWAG setleri için 149 kW cer motoru tasarımı ve üretimi
- Manevra (Şönt) lokomotifler için cer motoru geliştirilmesi
- E1000 Elektrikli lokomotif 250kW cer motoru geliştirilmesi
- Ana hat lokomotifleri için cer motoru geliştirilmesi
- E5000 Elektrikli Lokomotif 1280 kW cer motoru tasarımı ve üretimi
- Banliyö trenleri için cer motoru geliştirilmesi
- Gaziray Millî Banliyö Treni 280 kW cer motoru tasarımı ve üretimi
- Hızlı trenler için cer motoru geliştirilmesi
- Millî Hızlı Tren 380 kW cer motoru tasarımı ve üretimi
- Hidroelektrik santraller için jeneratör geliştirilmesi
- MİLHES projesi için 11MVA çıkık kutuplu senkron jeneratör geliştirilmesi
- Rüzgâr santralleri için jeneratör geliştirilmesi
- MİLRES projesi için 500 kW çift beslemeleri asenkron jeneratör geliştirilmesi
- Elektrikli araçlar için tahrik motoru geliştirilmesi
- 30 kW sıvı soğutmalı fırçasız yüzey mıknatıslı senkron motor geliştirilmesi
- Elektrikli araçlar için tahrik motoru geliştirilmesi
- 60 kW sıvı soğutmalı fırçasız gömülü (iç) mıknatıslı senkron motor geliştirilmesi
- E5000 Elektrikli Lokomotif Cer Konverteri
- DE11000 Dizel Lokomotif Cer Konverteri ve Yardım Güç Birimi
- Gaziray Millî Banliyo Treni Cer Konverteri
- Millî Hızlı Treni Cer Konverteri ve Yardımcı Güç Birimi
