ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KABLOSUZ ŞARJ SİSTEMLERİ VE ÖRNEK BİR SİSTEM İNCELENMESİ

Year 2021, Volume: 8 Issue: 14, 209 - 224, 30.06.2021

Uğur Kızıldağ , Ahmet Serdar Yılmaz

Abstract

Kablosuz güç aktarım sistemleri yaklaşık olarak 20 yıldır kullanılmakta olup 2002 yılından itibaren bu teknoloji elektrikli araçlarda da kullanılmaya başlanmıştır. Lazer, mikrodalga, manyetik indüksiyon ve manyetik rezonans Kablosuz Güç Aktarım sistemleri için kullanılan temel yöntemlerdir. Elektrikli araçların, enerji darboğazı ve çevre kirliliği sorunlarına bir çözüm olarak görülmesi ile birlikte bu araçların bataryalarının temassız sistemlerle şarj edilmesi düşüncesi yaygınlaşmaya başlamıştır. İlk olarak Nikola Tesla tarafından ortaya atılan temassız güç aktarımı düşüncesi, enerjinin, ortak bir çekirdek üzerinde bulunmayan iki sargı arasında, oldukça büyük bir hava aralığı üzerinden aktarılması ilkesine dayanmaktadır[1].Bu çalışmasında kablosuz güç aktarım sistemlerinin üzerine yapılan çalışmalar araştırıp incelenecek. Daha sonra bilgisayar programı ile modelleme ve simülasyon yöntemleri kullanılacak ve elde edinilen araştırma bulgularına göre karşılaştırma yapılacak ve sonuçlar ortaya konacaktır. Devre simülasyonu yapılarak elektrikli araçların şarjı sırasında kullanılan kablosuz güç aktarımı yöntemlerinin hangisinin daha kullanışlı ve verimli olduğunu belirlemek çalışmanın beklenen sonucudur

Keywords

Endüktif Güç Aktarım Sistemleri, Elektrikli Araç, Kablosuz Güç Transfer Sistemleri, Modelleme

References

• [1] N.Tesla,"System of transmission of electrical energy," ,03/20/1900. https://www.google.com/patents/US645576 . Erişim Tarihi (20.09.10)
• [2] Diab,İ. (2019) “Design Of A Modular Primary For A Wireless Power Transfer System” Master Of Science Thesis Delft University Of Technology Department Of Dc Systems, Energy Conversion, And Storage 2019 M.A.
• [3] M.A. Rodriguez-Otero and E. O’Neill-Carrillo. “Efficient Home Appliances for a Future DC Residence”. In: Energy 2030 Conference, 2008. ENERGY 2008. IEEE. Nov. 2008, pp. 1–6.
• [4] Stieneker, Marco, and Rik W. De Doncker.(2016) "Medium-voltage DC distribution grids in urban areas." 2016 IEEE 7th International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems (PEDG).
• [5] Notaroš,B. M. Electromagnetics. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, 2011
• [6] Bhutkar R.,Sapre S., (2009). Wireless Energy Transfer Using Magnetic Resonance. 2009 Second International Conference on Computer and Electrical Engineering, Dubai, 28-30 December, 512-515.
• [7] Li,S.,Liu,Z. Zhao,H. Zhu,L. Chen, Z. (2016) “Wireless Power Transfer by Electric Field Resonance and Its Application in Dynamic Charging,” IEEE Trans. Ind. Electron.,Sayı. 63, no. 10, sayfa. 6602-6612.
• [8] Lu,F.(20179 “High Power Capacitive Power Transfer for Electric Vehicle Charging Applications “ Doctor of Philosophy (Electrical Engineering: Systems) in The University of Michigan
• [9] Kerem A, Gürbak H.(2020)“Elektrikli Araçlar İçin Hızlı Şarj İstasyonu Teknolojileri” GU J Sci, Part C, 8(3): 644-661
• [10] Chen,C. Chu,T. , Lin,C. ,Jou,Z “A Study of Loosely Coupled Coils for Wireless Power Transfer,” IEEE Trans.on Circuits and Systems-II: Express Briefs, Sayı. 57, no. 7, sayfa. 536-540, Haziran 2010.
• [11] Aditya,K.(2016)” Design And Implementation Of An Inductive Power Transfer System For Wireless Charging Of Future Electric Transportation” University of Ontario Institute of Technology Oshawa, Ontario, Canada
• [12] Cheng, D. K. (1986)“Field and Wave Electromagnetics,” IEEE Antennas and Propagation Society Newsletter, vol. 28, no. 2. pp. 27–28.
• [13] Panchal, C.,Stegen,S., Lu,J.(2018) Review of static and dynamic wireless electric vehicle charging system, Engineering Science and Technology, an International Journal, Volume 21, Issue 5, 2018, Pages 922-937, ISSN 2215-0986, https://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.06.015.
• [14] Qu,X. Wong, S. C. ,Tse ,C. K. and Zhang, G. (2014) "Design consideration of a current-source-out put inductive power transfer LED lighting system," in Proc. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Pittsburgh, PA, 2014, pp. 3607-3611
• [15] Covic, G. A. and Boys, J. T. (2013) "Modern Trends in Inductive Power Transfer for Transportation Applications," IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 1, no. 1, pp. 28-41.
• [16] Wu, H. ,Gilchrist, A.,Sealy, K. D. And Bronson, D.(2012) “A high efficiency 5 kW inductive charger for EV s using dual side control,” IEEE Trans. Ind. Informatics, vol. 8, no. 3, pp. 585–595.
• [17] Sohn, Y. H. ,Choi, B. H. Lee, E. S. , Lim, G. C. Cho, G. H. and Rim, C. T. (2015) “General Unified Analyses of Two-Capacitor Inductive Power Transfer Systems: Equivalence of Current-Source SS and SP Compensations,” IEEE Trans. On Power Electronics, vol. 30, no. 11, pp. 6030–6045
• [18] Chen, L.,Nagendra, G. R. , Boys, J. T. and Covic, G. A. (2015) "Double-coupled systems for IPT road way applications," IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 3, no. 1, pp. 37-49
• [19] Zhang, W. and Mi, C. C. (2016). Compensation topologies of high-power wireless power transfer systems. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 65(6), 4768-4778.
• [20] Cho, S. ,Y., Lee, I. O., Moon, S., Moon, G. W., Kim, B. C., &Kim, K. Y. (2013). Series series compensated wireless power transfer at two different resonant frequencies In ECCE Asia Down under (ECCE Asia), 2013 IEEE (pp. 1052-1058). IEEE.
• [21] Pashaei A., Aydın E., Polat. M., Yıldırız E., Aydemir M. T., Elektrikli Araçlar için Temassız Güç Aktarım Sistemleri, Cilt 6, Sayı 11, Syf 1-12, Haziran 2016
• [22] Zheng, C. et al.,(2015) "High-Efficiency Contactless Power Transfer System for Electric Vehicle Battery Charging Application," IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 3, no. 1, pp. 65-74