Batarya paketlerindeki yalıtım malzemelerininizolasyon direncinin ac ve DC gerilim altındaincelenmesi
Investigation of the insulation resistance ofinsulation materials in battery packs under acand DC voltages
- Tez No: 1006569
- Danışmanlar: PROF. DR. İDRİS CESUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yalıtım malzemeleri, yüksek voltajlı batarya paketi, izolasyon direnci, AC/DC gerilim, bağıl nem, Insulation materials, high-voltage battery pack, insulation resistance, AC/DC voltage, relative humidity
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek voltajlı batarya paketlerinde elektriksel izolasyonun korunması, kaçak akımların kontrol altında tutulması ve sistem güvenliğinin sağlanması açısından kritik öneme sahiptir. Batarya paketlerinde farklı amaçlarla kullanılan yalıtım malzemeleri, paket içerisindeki yüksek voltaj hatları ile şasi arasındaki izolasyon seviyesini doğrudan etkileyebilmektedir. Bu nedenle yalıtım malzemelerinin farklı çalışma koşulları altındaki elektriksel davranışlarının incelenmesi, batarya paketi tasarımında teknik değerlendirme yapılabilmesi ve uygun malzeme seçiminin desteklenmesi açısından gereklidir. Bu tez çalışmasında Thermiga 9069, Termal Ped ve Mikanit olmak üzere üç farklı yalıtım malzemesi deneysel olarak değerlendirilmiştir. Testler 500 V ile 3500 V gerilim aralığında, 500 V artış adımlarıyla uygulanmıştır. Her gerilim seviyesinde alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC) altında kaçak akım ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçülen kaçak akım değerleri kullanılarak ilgili koşullar için izolasyon direnci hesaplanmış ve malzemelerin izolasyon direnci davranışı gerilim türüne (AC/DC) bağlı olarak karşılaştırılmıştır. Ölçümler iki farklı AC/DC ölçüm cihazı ile yürütülmüş, sıcaklık ve bağıl nem koşulları ise klimatik test kabini kullanılarak kontrol edilmiştir. Deneysel yaklaşımın amacı, farklı gerilim türlerinde ölçülen kaçak akım davranışını aynı test matrisi altında değerlendirmek, sonuçları karşılaştırılabilir hale getirmek ve malzemelerin performansını sistematik biçimde incelemektir. Deneylerde çevresel koşullar; -20°C, 0°C, 25°C ve 55°C sıcaklık seviyeleri ile %0, %50 ve %95 bağıl nem düzeylerini kapsayacak şekilde belirlenmiştir. Bu kapsamda elde edilen veriler, sıcaklık ve nem değişimlerinin izolasyon direnci üzerindeki etkisini incelemek amacıyla analiz edilmiştir. Ayrıca AC ve DC gerilim altında elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak, gerilim türünün izolasyon davranışına etkisi değerlendirilmiştir. Sonuçlar, çevresel koşulların ve gerilim türünün yalıtım malzemelerinin izolasyon direnci değerlerinde değişime neden olabildiğini göstermiştir. Elde edilen bulgular, incelenen test koşullarında yalıtım malzemelerinin izolasyon direnci davranışının karşılaştırmalı olarak görülmesini sağlamıştır. Bu doğrultuda, farklı test koşullarında izolasyon direnci seviyelerinin değişimi dikkate alınarak malzemeler arasındaki benzerlik ve farklılıklar yorumlanmıştır. Bu çalışma kapsamında ulaşılan sonuçlar, yalıtım malzemelerinin farklı gerilim türleri (AC/DC) ile sıcaklık ve nem koşulları altında değişen izolasyon direnci davranışının genel eğilimini karşılaştırmalı olarak ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Electrical insulation in high-voltage battery packs is important for maintaining isolation integrity, keeping leakage currents under control, and ensuring system safety. Insulation materials used in battery packs for different purposes may affect the insulation level between the high-voltage lines inside the pack and the chassis. Therefore, investigating the electrical behavior of insulation materials under different operating conditions is necessary to support a technical evaluation in battery pack design. In this thesis, three different insulation materials were experimentally evaluated: Thermiga 9069, a thermal pad, and micanite. Tests were conducted in the voltage range of 500 V to 3500 V with 500 V increments. At each voltage level, leakage current measurements were performed under both alternating current (AC) and direct current (DC). Insulation resistance was calculated using the measured leakage current values, and the insulation resistance behavior of the materials was compared with respect to the voltage type (AC/DC). Measurements were carried out using two different AC/DC measuring instruments, while temperature and relative humidity conditions were controlled using a climatic test chamber. The purpose of this experimental approach was to evaluate the leakage current behavior under different voltage types within the same test matrix and to ensure that the results are comparable. The environmental conditions were defined to cover temperature levels of −20°C, 0°C, 25°C, and 55°C, and relative humidity levels of 0%, 50%, and 95%. The data obtained were analyzed to examine the effects of temperature and humidity variations on insulation resistance. In addition, the results obtained under AC and DC voltages were compared to evaluating the effect of voltage type on insulation behavior. The results showed that environmental conditions and voltage type can lead to changes in the insulation resistance values of the insulation materials. Accordingly, similarities and differences among the materials were interpreted by considering changes in insulation resistance levels across different test conditions. Overall, the results obtained in this study demonstrate the general trend of the insulation resistance behavior of the materials under different voltage types (AC/DC) and temperature and humidity conditions.
Benzer Tezler
- Lityum iyon batarya paketi tasarımı ve termal kaçak simülasyonu
Lithium-ion battery pack design and thermal propogation simulation
ESER BERK YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Elektrikli araç batarya sistemlerinde yalıtım tespit sistemi geliştirilmesi ve uygulanması
Development and application of insulation detection system in electric vehicle battery systems
SEYHAN KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULKADİR BALIKÇI
- The lifespan comparison of an NMC811 pouch cell based high voltage battery with silicone and polyurethane foam usage
NMC811 poşet hücre tabanli bir yüksek voltajli bataryada silikon ve poliüretan sünger kullaniminin ömür karşilaştirmasi
SERHAT SOYER
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGUT GÜLMEZ
- Contributions to short-circuit protection of electric vehicle battery systems by implementing SiC switches
SiC anahtar uygulaması ile elektrikli araç batarya sistemlerinin kısa devre korumasına katkılar
MURAT KUBİLAY ÖZGÜÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ
- Active balancing system for large battery pack
Büyük pil paketi için aktif dengeleme sistemi
BİRAND ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜMAY