Elektrikli araç uygulamalarında kullanılan lityum bataryalar için göreceli kapasite tahmin yöntemi
Öz
Günümüzde
fosil yakıt kullanımının çevresel zararları hakkındaki bilincin artması ve bu
yakıtların rezervlerindeki azalmadan dolayı temiz ulaşım konusu ilgi
çekmektedir. Elektrikli Araçlar (EA) bu alandaki önemli alternatiflerdendir.
Diğer batarya türlerine kıyasla kendiliğinden boşalma oranlarının düşük olması
ve yüksek enerji yoğunluğuna, yüksek güç yoğunluğuna ve yüksek açık devre
gerilimlerine sahip olmaları nedeniyle lityum tabanlı bataryalar EA
uygulamalarında yoğunlukla tercih edilir. Bataryaların performansı zaman ve
kullanım ile azalır. Bu nedenle EA uygulamalarında bataryanın sağlık ve ömür
bilgisi önemlidir. Bu çalışmada batarya sağlığı Göreceli Kapasite (GK) cinsinden
ifade edilmiş ve basit bir GK tahmin metodu önerilmiştir. GK bataryanın güncel
ve nominal kapasite değerlerinin karşılaştırılmasıdır. Önerilen metotta GK
bataryanın Referans Çevrim Sayısı (RÇS) kullanılarak elde edilmektedir. Bu
amaçla bataryanın terminal geriliminin belirli sinyaller altında değişimine
bağlı olarak bir RÇS modeli geliştirilmiştir. Daha önceki çalışmalarda
önerilmiş bir batarya modeli yaşlanma etkilerini de içerecek şekilde
geliştirilmiş, bataryanın farklı RÇS’deki davranışının benzetimi yapılmıştır.
Farklı RÇS’deki bataryaların aynı test sinyaline verdikleri tepkiler terminal
gerilimindeki değişimler üzerinden incelenmiştir. Bu değişimler sayısal
büyüklüklere dönüştürülerek RÇS modeli oluşturulmuş, RÇS-GK ilişkisinden
faydalanılarak GK elde edilmiştir. Metodun geçerliliği deneysel olarak da teyit
edilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Ajanovic A. “The future of electric vehicles: prospects and impediments”. Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment, 4(6), 521-536, 2015.
- Deng D. “Li-Ion batteries: basics, progress, and challenges”. Energy Science & Engineering, 3(5), 385-418, 2015.
- Scrosati B, Garche, J. “Lithium batteries: Status, prospects and future”. Journal of Power Sources, 195(9), 2419-2430, 2010.
- Köhler U, Kümpers J, Ullrich M. “High performance nickel-metal hydride and lithium-ion batteries”. Journal of Power Sources, 105(1), 139-144, 2002.
- Nazri GA, Pistoia G. Lithium Batteries, Science and Technology. New York, USA, Springer Science & Business. 2008.
- Vetter J, Novak P, Wagner MR, Veit C, Möller KC, Besenhard JO, Winter M, Wohlfahrt-Mehrens M, Vogler C, Hammouche A. “Ageing mechanisms in lithium-ion batteries”. Journal of Power Sources, 147(1-2), 269-281, 2005.
- Hatzell KB, Sharma A, Fathy HK. “A survey of long-term health modeling, estimation, and control of Lithium-ion batteries: Challenges and opportunities”. American Control Conference, Montreal, Canada, 27-29 June 2012.
- Berecibar M, Gandiaga I, Villareal I, Omar N, van Mierlo J, van den Bossche P. “Critical review of state of health estimation methods of Li-ion batteries for real applications”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 56, 572-587, 2016
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
12 Ekim 2018
Gönderilme Tarihi
2 Haziran 2017
Kabul Tarihi
-
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 24 Sayı: 5