Akademik Veri Yönetim Sistemi
Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, cilt.15, sa.2, ss.843-864, 2025 (Hakemli Dergi)
Elektrikli motosikletler, fosil yakıtlara olan bağımlılığı ortadan kaldırmada önemli bir adım olmaları nedeniyle literatürde
büyük bir öneme sahiptir. Literatürde, asenkron motorlar (ASM) basit tasarımları, düşük üretim maliyetleri ve
dayanıklılıklarıyla; fırçasız doğru akım motorlar (FDAM) ise yüksek verimlilik, tork yoğunluğu ve hassas hız kontrol
özellikleriyle ön plana çıkmaktadır. FDA motorların, tekerlek içi (hub motor) uygulamalarda kullanılabilmesi elektrikli
motosikletlerde güç aktarım organlarına duyulan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. Özellikle dıştan rotorlu FDA motorlar
ise yüksek tork yoğunluğu ve üstün soğutma özellikleri sayesinde literatürde popüler bir araştırma konusu olmaya devam
etmektedir. Bu çalışmada, bir elektrikli motosikletin fiziksel kuvvet hesaplamalarına dayalı olarak (2.2-2.3) kW çıkış
gücünü sağlayabilecek ASM ile dıştan rotorlu FDAM tasarımları, Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanan ANSYS
Electronics-Maxwell programında gerçekleştirilmiştir. Motorların hız, verim ve tork parametreleri değerlendirilmiş,
ayrıca 2D-Maxwell ortamında akı yoğunlukları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar (%91.14 verim; 50.5 Nm; 11.067 kg),
motosiklet uygulamasında FDA motorun üstün olduğunu göstermektedir. Genetik algoritma kullanılarak yapılan
optimizasyon ile FDAM’ın istenmeyen Cogging torkunda azalma gerçekleştirilmiştir. Değerlendirme, aynı nüve ve sargı
malzemeleri referans alınarak yapılmıştır. Çalışmada, motor tasarım ve optimizasyon yöntemlerinin sunulması literatüre
ve uluslararası yarışmalara önemli katkılar sağlamaktadır.
Electric motorcycles are significant in the literature as they are an important step in eliminating dependence on fossil
fuels. In the literature, asynchronous motors (ASM) stand out with their simple design, low production costs and
durability, while brushless direct current motors (BLDC) stand out with their high efficiency, torque density and sensitive
speed control characteristics. The ability to use BLDC motors in in-wheel (hub motor) applications eliminates the need
for powertrains in electric motorcycles. In particular, external rotor BLDC motors continue to be a popular research topic
in the literature due to their high torque density and superior cooling properties. In this paper, based on the physical force
calculations of an electric motorcycle, the external rotor BLDC motor designs with ASM which can provide (2.2-2.3) kW
output power are carried out in ANSYS Electronics-Maxwell program using Finite Element Method (FEM). The speed,
efficiency and torque parameters of the motors are evaluated and the flux densities are analyzed in a 2D-Maxwell
platform. The results (%91.14 efficiency; 50.5 Nm; 11.067 kg) obtained show that the BLDC motor is advantageous in
the motorcycle application. With the optimization using genetic algorithm, the undesired Cogging torque of the FDAM
was reduced. The evaluation is based on the same core and winding materials. The presentation of motor design and
optimization methods in this paper makes significant contributions to the literatüre and international challenge.