- Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi
- Ejosat Special Issue: (HORA) Special Issue
- Elektrikli Araç İçin Düşük Maliyetli Bir Batarya Yönetim Sistemi Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi...
Elektrikli Araç İçin Düşük Maliyetli Bir Batarya Yönetim Sistemi Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi
Authors : Mustafa Aktaş, Burak Baygüneş, Sinan Kivrak, Barış Çavuş, Faruk Sözen
Pages : 227-238
Doi:10.31590/ejosat.779720
View : 16 | Download : 4
Publication Date : 2020-08-15
Article Type : Research
Abstract :Fosil yakıt kaynaklarının yakında tükenecek olması ve bu yakıtlarla çalışan içten yanmalı motorlu araçların çevreye verdikleri zararlar nedeniyle Elektrikli Araç (EA)’ların önemi gün geçtikçe artmaktadır. EA’nın hareketinin sağlanabilmesi için kullanılan elektrik motorunun ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisi genel olarak bataryalar tarafından sağlanmaktadır. EA’ların verimli ve güvenilir bir şekilde çalıştırılması bataryaların kullanımıyla doğrudan ilişkilidir. Bu durum, enerji kaynağı olarak kullanılan bataryaların durumlarını takip ve kontrol eden bir BYS’nin kullanılmasını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, elektrikli araçlarda kullanmak amacıyla 20 hücreli batarya paketi için pasif hücre dengeleme metodu temel alınarak Batarya Yönetim Sistemi (BYS) tasarlanmış ve üç hücreli BYS uygulaması gerçekleştirilmiştir. Li-ion bataryalar kullanılarak tasarımda 20 adet seri batarya hücresinin dengelenmesini pasif şekilde yapabilecek; aşırı gerilim, düşük gerilim ve sıcaklık koruması olan ve ayrıca bataryaların SoC’larını belirleyebilen, merkezi BYS yapısında bir kartın tasarımı gerçekleştirilmiş ve donanımsal devrenin gerçek çalışma durumu test edilmiştir. SoC hesaplamasında "terminal gerilimi” yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntem, batarya boşalırken iç empedanslar nedeniyle bataryada meydana gelen terminal gerilim düşümüne dayanmaktadır. BYS kartının tasarımında merkezi BYS sistemi tercih edilmiş ve SMD devre elemanları kullanılarak kartın sade olması sağlanmış, boyutu küçültülmüş ve maliyeti düşürülmüştür. Prototip olarak yapılan BYS kartında batarya hücreleri için aşırı gerilim, düşük gerilim ve sıcaklık korumaları mevcuttur. Ayrıca batarya hücrelerinde azami verim alınabilmesi amacıyla hücrelerin dolumu esnasında pasif dengeleme sistemi uygulanmaktadır. BYS ile batarya hücrelerinin her birinin SoC’ları hesaplanmış ve SoH kestirimleri yapılmıştır. Gerçekleştirilmiş olan BYS’nin belirtilen özellikleri test edilmiş ve sisteminin başarılı bir şekilde çalıştığı elde edilen deneysel sonuçlar aracılığı ile ispatlanmıştır. Ayrıca, BYS tasarımında pasif dengeleme sistemi kullanılarak tasarım hızı, boyutu ile maliyet ve kurulum kolaylığı açısından iyileştirmeler sağlanmıştır.Keywords : Batarya Yönetim Sistemi, SoC, SoH, Li-ion