Otomotiv akülerinde problem tespitine yönelik hücresel ölçüm ve hata teşhis sistemi

Öz

Üretim adetlerindeki artışlar ve bununla birlikte daha yüksek kaliteli ürün talebi, doğrudan insana bağımlı olmayan ve sürekli tekrarlayan işler için otomatik sistem ihtiyacını oluşturmuştur. Bu çalışma binek, hafif ve ağır ticari araçlarda kullanılan aküler için geliştirilen test sonrası hücresel hata tespiti ile ilgilidir. Araçlarda kullanılan aküler genellikle 12 V'luk bir terminal gerilimine sahiptir. Birbirlerine seri bağlı 6 hücreden oluşurlar. Üretim sahasında aynı hat grubunda üretilen akülerin hücreleri arasında dahi üretim süreci parametrelerinden dolayı zaman zaman elektriksel ve mekanik farklılıklar gözlemlenebilmektedir. Hücreler arasındaki bu farklılıklar; farklı iç dirençlere, kapasite ve çevrim ömrü gibi performans sorunlarına neden olmaktadır. Üstelik bu farklılıklar tahribatlı akü problem analizlerinde de zaman alıcı bir süreci gerektirmektedir. Bu gibi problemleri gidermek amacıyla akünün her bir hücresinin performans durumunu tespit eden bir hücresel ölçüm sistemi gereksinimi ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, aküler EN 50342-1 Akü Elektrik Test Standardına göre test edilmiştir. Geliştirilen sistem için LabVIEW™ programı kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Akü,Veri toplama,EN 50342-1 standart

Battery cell measurement and fault diagnosis system for detection of problem in automotive batteries

Abstract

Increases in production volumes and higher quality product demands have led to the need of automated systems for continuously recurring tasks that are not directly dependent on people. This study is related to battery cell fault diagnosis system which is developed for passenger cars, light and heavy commercial vehicles. The battery used in vehicles commonly has a terminal voltage of 12 V. The battery consists of 6 cells connected to each other in series. Electrical and mechanical differences can be observed from time to time due to the production process parameters. These differences between cells cause performance problems including different internal resistances, capacity and cycle life. Moreover, these differences also require a time-consuming process in destructive battery problem analysis. So as to overcome such problems, a battery cell measurement and fault diagnosis system are required. In this study, batteries are tested according to the EN 50342-1 Battery Electrical Test Standard. The developed system user interface is designed with the LabVIEW^TM program.

Keywords

• Battery,Data acquisition,EN 50342-1 standard

References

1. Baker J. “New technology and possible advences in energy storage”. Energy Policy, 36(12), 4368-4373, 2008.
2. Tombul B. Akülerin Çevreye Zararları ve Geri Kazanılması. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, 2005.
3. Yağcıtekin B. Rüzgâr Enerjisi Üretiminde Depolama Tekniği ve Tahmin Sistemleri Kullanılarak Enerji Yönetim Sisteminin Geliştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, 2008.
4. Salameh ZM, Casacca MA, Lynch WA. “A mathematical model for lead-acid batteries”. IEEE Transactions on Energy Conversion, 7(1), 93-98, 1992.
5. Blanke H, Bohlen O, Buller S, Doncker RWD, Fricke B, Hammouche A, Linzen D, Thele M, Sauer DU. “Impedance measurements on lead-acid batteries for state-of-charge, state-of-health and cranking capability prognosis in electric and hybrid electric vehicles”. Journal of Power Sources, 144(2), 418-425, 2005.
6. Ceraolo M. “New dynamical models of lead-acid batteries”. IEEE Transaction on Power Systems, 15(4), 1184-1190, 2000.
7. Hua CC, Lin MY. “A study of charging control of lead-acid battery for electric vehicles”. Proceedings of the 2000 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Choula, Mexico, 4-8 December 2000.
8. Kutluay K, Çadirci Y, Özkazanç YS, Çadirci I. “A new online state-of-charge estimation and monitoring system for sealed lead-acid batteries in telecommunication power supplies”. IEEE Transactions On Industrial Electronics, 52(5), 1315-1327, 2005.

9. Rakhmatov D, Vrudhula S. Wallach DA. “A model for battery lifetime analysis for organizing applications on a pocket computer”. IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems, 11(6), 1019-1030, 2003.
10. Steger F, Brade K, Schweiger HG, Nitsche A, Belski I. “Teaching energy storages by means of a student battery cell test system”. Proceedings of the 45th SEFI Annual Conference 2017, Angra do Heroismo, Portugal, 18-21 September 2017.
11. Lin TC, Chen LR. “Research on the prediction of state-of-health (SOH) of starting-up battery of diesel engine”. Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Information, Communication and Engineering, Fujian, China, 17-20 November, 2017.