Design of a smart grid compatible, bidirectional modular battery charger for plug-in electric vehicles
Elektrikli araçlar için akıllı şebeke ile uyumlu, çift yönlü çalışabilen, modüler bir şarj ünitesi tasarımı
- Tez No: 478477
- Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR BAYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Şebekeye bağlanabilen elektrikli araçların (EA) son yıllarda yaygınlaştığı ve içten yanmalı motorlu araçlara uygun bir alternatif olabileceği görülmüştür. Ayrıca EA'ların enerji depolama unitelerinin de akıllı şebeke uygulamalarında kullanılabileceği öngörülmektedir. EA'ların şebeke ile uygun bir şekilde entegre edilmesi bu araçların yaygınlaşması için çok önemlidir. Araç şarj üniteleri (AŞÜ) ise bu entegrasyonda büyük bir rol oynamaktadır. AŞÜ'lerin verimlilik, hacim ve ağırlık gibi özellikleri de EA'ların üretim ve işletim maliyetleri üzerinde etkili olacaktır. AŞÜ'ler temelde elektriksel güç dönüşümü yapan cihazlardır. Güç dönüşümü yapan cihazların özelliklerinden birisi de genellikle düşük yüklerde verimliliklerinin düşmesi ve tepe verimliliklerine de tam yüke yakın yerlerde ulaşmalarıdır. Bu tez kapsamında özgün eniyileme yöntemiyle, özellikle düşük yük seviyelerinden tam yüke kadar yüksek verimlilikte çalışan çift-yönlü modüler bir araç şarj ünitesi tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. Belirli bir ortalama güç seviyesi ve bu seviyeye uygun, iki yönlü ve tek aşamada güç çevrimi yapabilen izole bir topoloji seçilmiştir. Tasarımda kullanılan modüllerin tek tek ve birlikte çalışmaları bilgisayar ortamında benzetimler aracılığıyla doğrulanmıştır. ayrıca iki adet modül paralel çalıştırılarak düşük yükten tam yüke kadar mümkün olan en iyi verimde çalışmaları için geliştirilen akıllı akım paylaşım algoritmasının çalışırlığı doğrulanmıştır. Daha sonra, iki adet deneysel prototip 220 V şebeke voltajı için tasarlanmış, inşa edilmiş, fakat testler inşa edilen sınırlı sayıdaki modülü riske atmamak adına 120 V şebeke voltajında gerçekleştirilmiştir. İki modülün paralel kipte, geliştirilen eniyileme algoritmasını kullanarak çalıştırılmasıyla geleneksel modüler tasarımlara göre elde edilen verim artışı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Wide electrification of the vehicles puts the electric vehicle and grid interaction to a crucial point in terms of research and development for both academics and industry. Moreover, electric vehicles can act as distributed energy sources for the smart grid when necessary. This flexibility makes the electric vehicles an important player among its internal combustion engine counterparts. However, since electric vehicles store and use significant amount of power, their impacts on the utility grid should be well researched and studied to make a smoother transition from classical fuel burning vehicles to electric vehicles. Any efficiency improvement that will be gained in the charging or discharging of electric vehicles' batteries will have profound impact in the long term. This thesis proposes a bidirectional modular battery charger design that will utilize an optimization control algorithm to determine the operating points of the individual modules in the system to achieve efficiency increase especially at light to middle loads. As power electronic basis for the modules, an isolated single-stage bidirectional topology is selected, analyzed and simulated in the computer medium. An isolated topology is more advantageous in terms of safety that is of the utmost importance for a vehicle. Modular design and optimization algorithm are also verified through computer simulations. Then, two hardware prototype modules are designed and built for 220 V grid voltage; however, tests are conducted at 120 V grid voltage so as not to put the limited number of modules at risk. Experimental study for the modular operation of the two modules is conducted and efficiency improvement compared to conventional modular design is shown in both G2V and V2G modes.
Benzer Tezler
- Akıllı şebekeler ve orta gerilim uygulamaları
Smart grids and medium voltage applications
YASİN ÇOKSÜRER
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M.CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
- Koruge yüzeyli düz esnek metal hortumlarda basınç düşümü ve ısı transferinin araştırılması
Investigation of pressure drop and heat transfer in straight flexible metal hoses with corrugated surface
ZEYNEP MERVE ALPARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ
- MEMS sensor platform for vital monitoring under mri and intraocular pressure measurement
Yaşamsal işaretlerin ve göz içi basıncın ölçülmesine yönelik MEMS basınç ölçer platformunun geliştirilmesi
PARVIZ ZOLFAGHARI
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
- Dağıtık mimari tasarımı ve yönetim sistemi geliştirilmesi
Distributed architecture design and management system development
MUSTAFA HALUK AKGÜNDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EŞREF ADALI
- Li-ion batarya paketleri için akıllı adaptronik termal yönetim sistemi tasarımı
Smart adoptronic thermal management system design for Li-ion battery packs
MOHAMMAD JOULA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Gedik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL