Elektrikli Araç Bataryalarının Bütünleşik Swara-Topsis Metodu ile Değerlendirilmesi

Year 2022, , 1061 - 1076, 30.12.2022

Adnan Abdulvahitoğlu Aslı Abdulvahitoğlu Mustafa Kılıç

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1230942

Cited By: 5

Abstract

Küreselleşme ve dünya nüfusundaki hızlı artış birçok sorunu da beraberinde getirmektedir. Bunlardan birisi de İçten Yanmalı Motorla çalışan araçların neden olduğu ulaşım, trafik ve çevre sorunudur. Bu yüzden bilim insanları bir yandan ulaşım ve trafik sorununu çözmeye çalışırken diğer yandan yenilenebilir ve çevre dostu alternatif enerji kaynakları ile bunları kullanan araçlar üzerine yoğunlaştırmaktadır. Özellikle elektrik makinaları, bataryalar ve güç elektroniği alanlarında yaşanan teknolojik gelişmeler, girişimcileri elektrikli araç üretimine yönlendirmektedir. Elektrikli Araç çalışmalarında yaşanan ilerlemeler sayesinde batarya ile çalışan Elektrikli araçlar yavaş yavaş fosil yakıt kullanan araçların yerini almaya başlamıştır. Ancak daha iyi performans gösterecek batarya geliştirme çalışmaları devam ettiğinden elektrikli araç kullanımı yavaş, fakat hızlanarak devam etmektedir. Batarya geliştirme çalışmalarında öncelikle hızlı şarj, taşıt menzili, uzun pil ömrü, düşük maliyet, batarya kapasitesi, şarj süresi, batarya verimi ve batarya güç değeri vb. gereksinimler karşılanmaya çalışılmaktadır. Bu noktada Lityum-İyon bataryalar ön plana çıkmaktadır. Ancak geliştirilen Lityum-İyon batarya çeşitlerinin değişik performans özellikleri, Elektrikli Araç üreticilerinin batarya seçiminde karar vermelerini zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada Çok Kriterli Karar Verme yöntemlerinden Adım Adım Ağırlık Değerlendirme Oran Analizi ve İdeal Çözüme Benzerliğe Göre Tercih Sıralama kullanılarak, karar vericilere Lityum-İyon batarya seçiminde yardımcı olacak bir model önerilmiştir. Böylece Elektrikli Araç üretim çalışmalarında yer alan işletmelere en uygun bataryayı seçme, elektrikli araçların maliyetini azaltma ve performanslarını artırma çalışmalarında faydalı olunması öngörülmektedir.

Keywords

Elektrikli araç, Batarya, Adım Adım Ağırlık Değerlendirme Oran Analizi (SWARA), İdeal Çözüme Benzerliğe Göre Tercih Sıralama (TOPSIS), Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV)

Assessment of Electrıc Vehicle Batteries Via Integrated Swara-Topsis Approach

Abstract

Globalization and the rapid increase in the world population bring along many problems. One of them is
the traffic, transportation, and environmental issues brought on by internal combustion engine-powered vehicles. Therefore, scientists focus on renewable and environmentally friendly alternative energy sources and vehicles that use them. Technological developments, especially in the fields of electrical machines, batteries and power electronics, have led entrepreneurs to turn to electric vehicles. Great progress has been made in Electric Vehicle studies, causing battery-powered Electric Vehicles to gradually replace internal combustion engine powered vehicles. However, since the battery development studies that will perform better are continuing, the use of Electric Vehicle continues slowly but accelerated. In battery development studies for Electric Vehicles, first of all, requirements such as fast charging, vehicle range, long battery life, low cost, battery capacity, charge time, efficiency battery, power of battery and etc. are tried to be met. At this point, lithium-Ion batteries come to the fore. The different performance characteristics of the developed lithium-Ion battery types make it difficult for Electric Vehicle manufacturers to decide on battery selection. In this study, a model for lithium-Ion battery selection is proposed by using Step-by-Step Weight Evaluation Ratio Analysis and Ranking of Preferences Based on Similarity to Ideal Solution, which are among the Multi-Criteria Decision Making methods. Thus, it is foreseen that it will be beneficial for the enterprises involved in Electric Vehicle production studies to select the most suitable battery, reduce the cost of Electric Vehicles and increase their performance.

Keywords

Electric vehicle, Battery, Step-by-Step Weight Evaluation Ratio Analysis (SWARA), Ranking of Preferences Based on Similarity to Ideal Solution (TOPSIS), Multi-Criteria Decision Making (MCDM)

References

• ⦁ Xu, F., Yu, G.Q., 2009. Tentative Analysis of Layout of Electric Vehicle Charging Stations, East of China Electric Power, 10, 1678-1682.
• ⦁ Yıldız, B., Çiftçi, H., Ayan, O., Türkay, B.E., 2018. Elektrikli Araçların Dağıtım Şebekesine Etkisinin Maliyet Analizi ve Genetik Algoritma ile Optimizasyonu. Güç Sistemleri Konferansı, 16-18 Kasım, Ankara.
• ⦁ Nişancı, D.Ş., Kurtuluş, E., 2022. Elektrikli Araçların Batarya Kutularında Tasarımın Yapıştırma Uygulamasına Etkisi. 2nd International Congress of Engineering and Natural Sciences Studies (ICENSS-2022), Mayıs 07-09, Ankara.
• ⦁ Hisarcıklıoğlu, R., 2022. TOBB Başkanı Hisarcıklıoğlu yanıtladı: Togg Ne Zaman Trafiğe Çıkacak, ⦁ https://www.ntv.com.tr/ ⦁ otomobil,⦁ ERT: 25 Ağustos 2022.
• ⦁ Kerem, A., 2014. Elektrikli Araç Teknolojisinin Gelişimi ve Gelecek Beklentileri. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5(1), 1-13.
• ⦁ Kilic, M., 2002. Esas Tahrik Unsuru Yakıt Pili Olan Elektrikli Araç Uygulaması ve Konfigürasyonu (Kılıç-1 Projesi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Makine Müh. ABD Y. Lisans Tezi, İstanbul, 110.
• ⦁ Adedeji, B.P., 2022. A Novel Method for Estimating Parameters of Battery Electric Vehicles. Intelligent Systems with Applications, 15:200089.
• ⦁ Hamurcu, M., Çakır, E., Eren, T., 2021. Kullanıcı Perspektifli Çok Kriterli Karar Verme ile Elektrikli Araçlarda Batarya Seçimi. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 13(2), 733-749.
• ⦁ Boyalı, A., 2010. Hibrid Elektrikli Araçların Modellenmesi ve Kural Tabanlı Kontrolü. İTÜ dergisi/d Mühendislik, 9(2), 83-94.
• ⦁ Gök Kısa, A.C., Ayçin, E., 2019. Evaluation of the Logistics Performance of OECD Countries with EDAS Method Based on SWARA. Çankırı Karatekin Üniversitesi, İİBF Dergisi, 9(1), 301-325.
• ⦁ Abdulvahitoğlu, A., Macit, İ., Koyuncu, M., 2021. Jandarma Karakolu Kuruluş Yerinin AHP-TOPSIS Tabanlı Bir Matematiksel Model ile Seçimi ve CAS/CBS ile Analizi; Bir İlimizde Uygulama. Güvenlik Bilimleri Dergisi, 10(2), 305-338
• ⦁ Abdulvahitoglu, A., 2019. Using Analytic Hierarchy Process for Evaluating Different Types of Nanofluids for Engine Cooling Systems. Thermal Science 23 (5 Part B), 3199-3208
• ⦁ Abdulvahitoglu, A., Kılıç, M., 2022. A New Approach for Selecting the Most Suitable Oilseed for Biodiesel Production; The Integrated AHP-TOPSIS Method Ain Shams Engineering Journal, 13, 101604.
• ⦁ Juodagalvienė, B., Turskis, Z., Šaparauskas, J., Endriukaitytė, A., 2017. Integrated Multi- Criteria Evaluation of House’s Plan Shape Based on the EDAS and SWARA Methods. Engineering Structures and Technologies, 9(3), 117-125.
• ⦁ Keršulienė, V., Turskis, Z., 2011. Integrated Fuzzy Multiple Criteria Decision-Making Model for Architect Selection. Technological and Economic Development of Economy, 17(4), 645-666.
• ⦁ Karabašević, D., Stanujkić, D., Urošević, S., Maksimović, M., 2016. An Approach to Personnel Selection Based on SWARA and WASPAS Methods. Journal of Economics, Management and Informatics, 7(1), 1-11.
• ⦁ Zavadskas, E.D., Cereska, A., Matijosius, J., Rimkus, A., Bausys, R., 2019. Internal Combustion Engine Analysis of Energy Ecological Parameters by Neutrosophic MULTIMOORA and SWARA Methods. Energies, 12, 1-26. doi:10.3390/en12081415.
• ⦁ Yücenur, G.N., İpekçi, A., 2021. SWARA/WASPAS Methods for a Marine Current Energy Plant Location Selection Problem. Renewable Energy, 163, 1287-1298.
• ⦁ Sayın, A.A., Yüksel, İ., 2011. Elektrikli Renault Fluence Aracı, Lityum-İyon Bataryasının Modellenmesi ve Batarya Yönetimi. Mühendis ve Makine, 52(616), 75-82.
• ⦁ Chan, C.C., 2013.The Rise and Fall of Electric Vehicles in 1828–1930: Lessons Learned. Proceedings of the IEEE, 101(1), 206 – 212.
• ⦁ Ünlü, N., Karahan, Ş., Tür, O., Uçarol, H., Özsu, E., Yazar, A., Turhan, L., Akgün, F., Tırıs, M., 2003. Elektrikli Araçlar. TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi Enerji Sistemleri ve Çevre Araştırma Enstitüsü, Gebze.
• ⦁ Larminie, J., Lowry, J., 2003. Electric Vehicle Technology Explained, John Wiley and Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England.
• ⦁ Leitman, S., Brant, B., 2008. Build Your Own Electric Vehicle, The McGraw-Hill Companies Second Edition, USA.
• ⦁ Singh, M., 2013. Green Energy for Metropolitan Transport. International Journal on Power Engineering and Energy (IJPEE), 4(1), 338-342.
• ⦁ Cuma, M.U., Cengiz, A.H., Tümay, M., 2016. Simulation of Urban Electric Vehicle Transport and Charging Station Implementation at Çukurova University. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(2), 343-354.
• ⦁ Öztürk, T., 2013. Asenkron Motor ile Sürülen Elektrikli Aracın Modellenmesi. Karabük Üniversitesi, Fen Bil. Ens. Yüksek Lisans Tezi, 97.
• ⦁ UKIP, 2014. Electric and Hybrid Vehicle Technology International, January 2014, Surrey, UK, 40.
• ⦁ Web: https://ev-database.org/car Erişim Tarihi: 22 Kasım 2022.
• ⦁ EEA Report, 2018. Electric Vehicles from Life Cycle and Circular Economy Perspectives, TERM 2018: Transport and Environment Reporting Mechanism Report, European Environment Agency, Rapor No: 13.
• ⦁ Ertaç, Y., 2008. Elektrikli Araçların Tasarımı ve Simülasyonu. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitisü, Yüksek Lisans Tezi, 150.
• ⦁ Akyüz, E., 2021. Kentsel Ulaşım: Elektrikli Araçların Artıları ve Eksileri Hagia Sophia 3. International Conference on Multidisciplinary Scientific Studies, Full Texts Book, 15-16 Eylül, İstanbul, 685-696.
• ⦁ Keršuliene, V., Zavadskas, E.K., Turskis, Z., 2010. Selection of Rational Dispute Resolution Method by Applying New Step‐Wise Weight Assessment Ratio Analysis (SWARA). Journal of Business Economics and Management, 11(2), 243-258.
• ⦁ Maghsoodi, A.I., Maghsoodi, A.I., Mosavi, A., Rabczuk, T., Zavadskas, E.K., 2018. Renewable Energy Technology Selection Problem Using Integrated H-SWARA-MULTIMOORA Approach. Sustainability, 10, 4481. doi:10.3390/su10124481.
• ⦁ Xuan, H.A., Trinh, V.V., Techato, K., Phoungthong, K., 2022. Use of Hybrid MCDM Methods for Site Location of Solar-Powered Hydrogen Production Plants in Uzbekistan. Sustainable Energy Technologies and Assessments. 52, 101979. https://doi.org/ 10.1016/j.seta.2022.101979.
• ⦁ Özbek, A., Demirkol, İ., 2018. Lojistik Sektöründe Faaliyet Gösteren İşletmelerin SWARA ve GIA Yöntemleri ile Analizi. Kırıkkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 8(1), 71-86.
• ⦁ Adalı, E.A., Işık, A.T., 2017. The Decision Making Approach Based on SWARA and WASPAS Methods for the Supplier Selection Problem. International Review of Economics and Management, 5(4), 56-77.
• ⦁ Mostafaeipour, A., Jahangiri, M., Haghani, A., Dehshiri, S.J.H., Dehshiri, S.S.H., Issakhov, A., Sedaghat, A., Saghaei, H., E,T., Akinlabi, Sichilalu, S.M., Chowdhury, S., Techato, K., 2020. Statistical Evaluation of Using The New Generation of Wind Turbines in South Africa. Energy Reports 6:2816–27.
• ⦁ Saaty, T.L., 1980. The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill, New York, US, 19-22
• ⦁ Abdulvahitoğlu, A., Abdulvahitoğlu,, A., 2022. İHA Kullanım Sorunlarının SWARA Yöntemi ile Önceliklendirilmesi. 2rd International Conference on Applied Engineering and Natural Sciences/(10.05.2022-13.05.2022)
• ⦁ Stanujkic, D., Karabasevic, D., Zavadskas, E.K., 2015. A Framework for the Selection of a Packaging Design Based on the SWARA Method. Inzinerine Ekonomika-Engineering Economics, 26(2), 181-187.
• ⦁ Salamai, A.A., 2021. An Integrated Neutrosophic SWARA and VIKOR Method for Ranking Risks of Green Supply Chain. Neutrosophic Sets and Systems, 41, 113-126
• ⦁ Zolfani, S.H., Saparauskas, J., 2013. New Application of SWARA Method in Prioritizing Sustainability Assessment Indicators of Energy System. Inzinerine Ekonomika-Engineering Economics, 24(5), 408-414.
• ⦁ Hwang, C.L., Yoon, K., 1981. Multiple Attribute Decision Making, Springer-Verlag, Berlin, 58-191.
• ⦁ Chen, S., Hwang, C., 1992. Fuzzy Multiple Attribute Decision Making-Methods and Applications. Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems.
• ⦁ Özcan, E.C., Ünlüsoy, S., Eren, T., 2017. AHP ve TOPSIS Yöntemleriyle Türkiye’de Yenilenebilir Enerji Yatırım Alternatiflerinin Değerlendirilmesi. Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dergisi, 5(2), 204-219.
• ⦁ Miao, Y., Hynan, P.K., von Jouanne, A., Yokochi, A., 2019. Current Li-Ion Battery Technologies in Electric Vehicles and Opportunities for Advancements. Energies, 12, 1074; doi:10.3390/en12061074
• ⦁ Loganathan, M.K, Mishra, B., Tan, C.M., Kongsvik, T., Rai, R.N., 2021. Multicriteria Decision Making (MCDM for Selection of Li- ion Batteries Used in Electric Vehicles (EVs) Materials Today Proceedings 41, 1073-1077.