BATARYA YÖNETİM SİSTEMLERİNDE AKTİF DEŞARJ SİSTEMİNİN OPTİMİZASYONU


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: FIRAT YARAT

Danışman: Umut Engin Ayten

Özet:

Elektrikli araçların popülaritesinin artmasıyla birlikte, kullanıcıların beklentilerini karşılayacak fonksiyonelliklere yönelik talepler de artmaktadır. Bu durum, artan elektriksel güç ihtiyacını karşılamak amacıyla düşük gerilimli batarya sistemlerinin yerini daha yüksek gerilimli batarya sistemlerinin almasını zorunlu kılmaktadır. Ayrıca, uzun menzil ve üstün sürüş performansı için enerji yoğunluğu yüksek batarya teknolojilerine duyulan ihtiyaç artmaktadır. Günümüz teknolojisinde lityum iyon (Li-ion) bataryalar en önemli seçenek olarak öne çıkmaktadır. Li-ion bataryaların verimli kullanımı, hücre seviyesinde belirlenen güvenlik sınırları içinde çalıştırılmasını gerektirmektedir. Bu sınırların dışında çalıştırılması, batarya hücresinin aşırı yıpranmasına (yaşlanma) yol açabilmektedir. Bu nedenle, batarya hücre gerilimi sürekli olarak kontrol altında tutulmaktadır. İstenilen gerilim seviyesine ulaşabilmek için batarya hücreleri seri olarak bağlanmakta, sistem güç ihtiyacına göre batarya kapasitesi belirlenmekte ve bu kapasiteye ulaşmak için batarya hücreleri paralel olarak bağlanmaktadır. Batarya sisteminde kullanılan hücre sayısı arttıkça, sistem karmaşıklığı artmakta ve kontrolü zorlaşmaktadır. Bu tasarımda, pasif hücre dengeleme algoritmasını içeren batarya paketleri tasarlanmıştır. Bu batarya paketleri, seri bağlanarak istenilen gerilim ve kapasite değerlerine ulaşmıştır. Sistemin daha güvenli ve verimli işleyebilmesi için koruma elemanları entegre edilmiştir. Ayrıca, batarya paketleri seviyesinde dengelenmenin sağlanması amacıyla DC/DC Dönüştürücü tabanlı aktif dengeleme sistemi geliştirilmiştir.