Lityum-Polimer Piller için Şarj ve Dengeleyici Devre Tasarımı

Year 2020, , 839 - 846, 31.08.2020

Ayetül Gelen , Emre Tüfekcioğlu

https://doi.org/10.18185/erzifbed.615816

Cited By: 2

Abstract

Telefon, tablet, bilgisayar, insansız hava aracı vb.
yaşamımızın birçok alanında kullandığımız cihazlarda enerji depolamak ve bu
enerjiden faydalanmak için lityum temelli (lityum-iyon, lityum-polimer vb.)
piller kullanılmaktadır. Kullanılan bu pillerin kendi yapılarına, özelliklerine
ve ihtiyaçlarına göre şarj edilmeleri, yapılan işlemlerin belli bir standart ve
uygunlukta olması gerekmektedir. Bu standartlar sağlandığı zaman pillerden
alınan verim ve kullanım süreleri artmaktadır. Bu çalışmada; lityum-polimer
(LiPo) pilleri ihtiyaçları doğrultusunda verimli bir şekilde şarj edecek devre
ve dengeleyici tasarımı sunulmuştur.

 

Piyasada bulunan ticarileşmiş,
belli sertifikalara sahip, LiPo pil şarj cihazları incelenmiş ve eksik
özellikleri tespit edilmiştir. Bu doğrultuda yapılan şarj devresi tasarımından
sonra gerekli yazılım ve kontrol sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılım
ile kullanıcı dostu bir arayüz ve denemeler sonucu elde edilen verilerin
depolanabileceği bir veri havuzu oluşturulmuştur. Bu veri havuzu sayesinde
analiz ve yorumlar yapılabilmektedir. Tasarım aşamasında devre çizim programı, Qt
Creator open source arayüz tasarım programı, deney aşamasında ise elektronik
donanım tasarımı, mikroişlemci yazılım ortamı, haberleşme protokolü olarak da
Zigbee kullanılmıştır. Tasarlanan şarj istasyonu sayesinde pillerden elde
edilen verimin artmasını ve kullanılan teknolojik cihazların kullanım sürelerinin
uzaması hedeflenmiştir. Ayrıca prototipi yapılan cihazın kablosuz haberleşme alt yapısına
sahip olması ile uzaktan erişim özelliği ve mevcut ticari ürünlere göre daha
fazla özelliklere sahip olması en önemli yenilik unsurlarıdır.

Keywords

Batarya, LiPo, Şarj, Arayüz

References

• Andrea, D. (2010). “Battery Management Systems for Large Lithium Ion Battery Packs”, Artech house, USA, 253.
• Anonim, (1998). “Lithium Ion Charge Management IC with Integrated Switching Controller. Texas Instrument Products”, 1-17.
• Anonim, (1998). “Li-Ion Charger Development System. Unitrode”, 1-3.
• Anonim, (2018). “IEEE Guide for the Characterization and Evaluation of Lithium-Based Batteries in Stationary Applications”, New York, USA. 1-44.
• Bıçak, A. 2018 “Elektrikli araçlarda beş fazlı sabit mıknatıslı senkron motorun doğrudan moment kontrolü yönteminin incelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
• Delebe, E. (2014). “Projeler ile Arduino”, Kodlab, İstanbul, 7-16.
• Hrvoje, P. and Bobanac, V. 2019. “An Accurate Charging Model of Battery Energy Storage”, IEEE Transactions on Power Systems, 34(2), 1416-1426.
• Kanat, V. (2014). “Mühendisler için Arduino”, Dikeyeksen Yayınevi, İstanbul, 39-50.
• Khaligh, A. and Li, Z. 2010. “Battery, Ultracapacitor, Fuel Cell, and Hybrid Energy Storage Systems for Electric, Hybrid Electric, Fuel Cell, and Plug-In Hybrid Electric Vehicles: State of the Art”, IEEE Transaction Vehicular Technology, 59(6), 2806–2814.
• Kondapalli, B. (2018). “Development and future of drones: Explore heights, Phoenix drone, 23, https://books.google.com.tr/books?id=FWJ9DwAAQBAJ&pg=PA23&dq=lipo+4.2+V&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwj7_viUv__jAhXNyKYKHfyXDl0Q6AEIKzAA#v=onepage&q=lipo%204.2%20V&f=false.
• Kozak, M. ve Kozak, Ş. 2012. “Enerji Depolama Yöntemleri”, Süleyman Demirel Üniversitesi International Technologic Science, 4(2), 17-29.
• Lee, C. Y., Lee, S. J., Lee, Y. M., Tang, M. S., Chen, P. C. and Chang, Y. M. 2012. “In situ Monitoring of Temperature using Flexible Micro Temperature Sensors inside Polymer Lithium-ion Battery”, 7th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, Kyoto, Japan, 698.
• Rashid, M. H. (2017). “Power Electronics Handbook 4th ed.”, Butterworth-Heinemann, England, 1-1522.
• Roger's Hobby Center, Inc., “A Guide to Understanding LiPo Batteries”, https://rogershobbycenter.com/lipoguide. 20.12.2018.
• TEİAŞ, “Kurulu Güç Raporu-Haziran 2019”, https://www.teias.gov.tr/sites/default/files/2019-07/KURULU%20G%C3%9C%C3%87%20%C4%B0NTERNET%20HAZ%C4%B0RAN%20AYI_0.pdf, Son erişim tarihi: 01.08.2019
• Tüfekcioğlu, E. ve Gelen, A. 2018. “Lityum Polimer Piller için Uzaktan Erişilebilen Şarj Devresi”, 2nd Engineers of Future International Student Symposium (EFIS), Zonguldak, Türkiye, 97.