İkinci Dereceden Bir Transfer Fonksiyonu Kullanılarak Elektrikli Araç Bataryalarının Modellenmesi
Öz
Son yıllarda, küresel ısınma ve fosil yakıt kaynaklarının hızla azalması nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında artış gözlenmektedir. Bu bağlamda, araştırmacılar, bilim insanları ve hükümetler tarafından elektrikli ve hibrit araçlar büyük ilgi görmektedir. Elektrikli araçların temel bileşenlerinden biri güç bataryasıdır. Elektrikli araçların karşılaştığı en büyük zorluk, verimli sürüş, hızlı şarj olabilme ve uzun menzil sunabilen uygun bir enerji depolama cihazı bulmaktır. Mevcut teknolojiye göre, elektrikli araçların enerji kaynakları arasında lityum polimer piller, nikel metal hibrit piller ve lityum iyon piller yaygındır. Lityum iyon piller, yüksek enerji yoğunluğu, uzun ömür, hafiflik, düşük deşarj oranı, uygun maliyet ve hafıza etkisi olmaması gibi birçok avantaja sahiptir. Ayrıca, lityum iyon piller, zararlı emisyon üretmeyen çevre dostu malzemelerden yapılmıştır ve yüksek güvenlik sunar. Ancak, bu pilleri tasarlamak ve davranışlarını tahmin etmek hala tam olarak çözülememiş bir mühendislik sorunudur. Bu çalışmada, elektrikli araçlarda kullanılan lityum iyon pillerin davranışını tahmin etmek için basit ve etkili bir yaklaşım olan ikinci dereceden transfer fonksiyonu yaklaşımı kullanılmıştır. Sonuçlar, önerilen yaklaşımın olumlu sonuçlar verdiği termal eşdeğer devre modellemesiyle karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntemin ana avantajlarından biri, hesaplama belleğine olan ihtiyacı azaltmasıdır. Bu durum, basitleştirilmiş modelin elektrikli araçların enerji depolama sistemlerinin verimliliği, performansı ve güvenliğini çeşitli işletme koşullarında iyileştirmek için kullanılmasına olanak tanır.
Anahtar Kelimeler
Elektrikli araçlar, Transfer fonksiyonu, Termal model, Elektrikli araç pillerinin modellenmesi, Eşdeğer devre modelleri
Kaynakça
- G. Xia, L. Cao, and G. Bi, “A review on battery thermal management in electric vehicle application,” J. Power Sources, vol.367, pp. 90–105, 2017, doi: 10.1016/j.jpowsour.2017.09.046.
- J. Jaguemont and J. Van Mierlo, “A comprehensive review of future thermal management systems for battery-electrified vehicles,” J. Energy Storage, vol. 31, no. January, pp. 101551, 2020, doi: 10.1016/j.est.2020.101551.
- M. Malik, I. Dincer, and M. A. Rosen, “Review on use of phase change materials in battery thermal management for electric and hybrid electric vehicles,” Int. J. Energy Res., vol. 40, no. 8, pp. 1011–1031, 2016, doi: https://doi.org/10.1002/er.3496.
- M. Kaba, O. Kalkan, and A. Celen, “Elektrikli araçlarda kullanılan bataryalar ve termal yönetim sistemlerinin incelenmesi,” Konya J. Eng. Sci., vol. 9, no. 4, pp. 1119–1136, 2021, doi: 10.36306/konjes.945819.
- K. Vidyanandan, “Batteries for Electric Vehicles.,” Energy Scan A House e-Journal Corp. Planning, vol. 2, no. November, pp. 362–364, 2019, doi: 10.1017/cbo9781316090978.
- D. Chen, J. Jiang, G. H. Kim, C. Yang, and A. Pesaran, “Comparison of different cooling methods for lithium ion battery cells,” Appl. Therm. Eng., vol. 94, pp. 846–854, 2016, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2015.10.015.
- J. Lin, X. Liu, S. Li, C. Zhang, and S. Yang, “A review on recent progress, challenges and perspective of battery thermal management system,” Int. J. Heat Mass Transf., vol. 167, pp. 120834, 2021, doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120834.
- P. R. Tete, M. M. Gupta, and S. S. Joshi, “Developments in battery thermal management systems for electric vehicles: A technical review,” J. Energy Storage, vol. 35, no. December 2020, p. 102255, 2021, doi: 10.1016/j.est.2021.102255.
- G. Şefkatand M. A. Özel, “Elektrikliaraçlarda kullanilanpi̇hücresi̇ni̇nelektri̇ksel ve termalmodeli̇,” Uludağ Univ. J. Fac. Eng., vol. 25, no. 1, pp. 51–64, 2020, doi: 10.17482/uumfd.541391.
- M. A. Jusoh and M. Z. Daud, “Accurate battery model parameter identification using heuristic optimization,” Int. J. Power Electron. Drive Syst., vol. 11, no. 1, pp. 333–341, 2020, doi: 10.11591/ijpeds.v11.i1.pp333-341.
