Elektrikli araçlar için akıllı batarya yönetim sisteminin tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of an intelligent battery management system for electric vehicles
- Tez No: 745343
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. TEOMAN KARADAĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Doktora tez çalışmasında, farklı kimyalara sahip bataryaların üstün özelliklerinin bir arada kullanılarak, elektrikli araçlar için batarya kimyasını tanıyıp, uygun yönetim parametrelerini otomatik olarak uygulayabilen akıllı bir batarya yönetim sisteminin özgün donanım ve yazılım tasarımı, geliştirilmesi ayrıca prototip üretimleri yapılmıştır. Literatürde elektrikli araçlarda kullanılan pillerin kimyaları incelendiğinde; bunların nikel kadmiyum (NiCd), nikel-metal hidrit (NiMH), lityum nikel kobalt alüminyum oksit (NCA), lityum demir fosfat (LFP), lityum titanyum oksit (LTO) ve lityum sülfür (LiS) olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle pil kimyasını belirleme algoritması, üretilen elektronik devre kartlarının donanım parametreleri ve yazılımlar bu pil kimyaları temel alınarak geliştirilmiştir. Batarya kimyasının elektronik olarak belirlenebilmesi için, istatistiksel analiz temelli bir yaklaşım izlenerek geliştirilen algoritma sayesinde, beş farklı batarya kimyasının birkaç saniye içerisinde %100 doğrulukla belirlenmesi sağlanmıştır. Bataryanın kimyasını tespit edebilen donanım ve yazılım aynı zamanda uygun yönetim parametrelerini otomatik olarak ayarlayabilmekte; bu sayede çoklu kimyalı batarya yönetimini desteklemektedir. Farklı batarya kimyalarının üstün özelliklerinin bir arada kullanımına olanak veren bir yapıya sahip olmasının yanı sıra, bu özelliklerden en uygun anda faydalanabilmek için tasarlanan bir anahtarlama mekanizmasının etkinliği de yapılan simülasyon çalışması ile ortaya koyulmuştur. Tüm bu özellikler, geliştirilen özgün yazılımı ve donanımı sayesinde kullanıcı dostu dokunmatik bir ekran üzerinden kontrol edilebilmektedir. Çalışma üç aşamada icra edilmiştir. Birinci aşama TÜBİTAK 1512 programı çerçevesinde desteklenmiş, donanım ve yazılımın birinci sürümleri geliştirilmiştir. İkinci aşamada İnönü Üniversitesi BAP Birimi tarafından Öncelikli Alan projesi kapsamında desteklenmiş, donanım ve yazılımın ikinci sürümleri geliştirilmiştir. Üçüncü aşamada ise yine BAP Doktora Tez projesi kapsamında desteklenmiş, donanım ve yazılımın üçüncü ve son sürümleri geliştirilmiştir. Geliştirilen batarya yönetim sistemi, literatürde yer alan diğer batarya yönetim sistemleri ile fonksiyon temelli olarak karşılaştırmalı sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, unique hardware/software design, development, and prototyping of a new generation intelligent battery management system for electric vehicles were carried out. The system can determine the battery chemistry and automatically apply the appropriate management parameters aiming to take advantage of the superior properties of different batteries chemistries in conjunction. When the battery chemistries used in electric vehicles is examined in the literature; these were determined to be NiCd, NiMH, NCA, LFP, LTO and LiS. Therefore, battery chemical composition determination algorithm, software and hardware parameters of prototype electronic circuit boards have been determined based on these battery chemistries. Thanks to the algorithm developed by following a statistical analysis-based approach to determine the battery chemical composition, five different battery chemistries have been identified with 100% accuracy within a few seconds. The hardware and software, which can determine the chemical composition of the battery, can also automatically adjust the appropriate management parameters; in this way, it supports multi-chemistry battery management. In addition to allowing the use of superior features of different battery chemistries together, the effectiveness of a switching mechanism designed to benefit from these features at the most appropriate time has also been demonstrated by the simulation study. All these features can be controlled via a user-friendly touch screen, thanks to the original software and hardware developed. The dissertation study was carried out in three stages. The first phase was supported within the framework of the TÜBİTAK 1512 program. In the second stage, it was supported by the BAP Unit of İnönü University within the scope of the Priority Area project. In the third stage, it was supported within the scope of the BAP Doctoral Thesis project and at each stage, the first, second and third versions of the hardware and software were developed, respectively. The developed battery management system is presented in comparison with other battery management systems in the literature based on its functions.
Benzer Tezler
- Evolution of paratransit system and its implementations in Turkey: Potential design and technology impact on ameliorating the Dolmuş-Minibus
Paratransit sistemin evrimi ve Türkiye?deki uygulamasi: Dolmuş-Minibüs kavraminin iyileştirilmesinde potansiyel tasarim ve teknoloji etkisi
ARZU HÜSNİYE TOKER ÖZKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Ürünleri Tasarımı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPAY ER
- Akıllı şebekelerde sanal güç santraline entegre edilen raylı sistemlerin yapay zekâ temelli enerji optimizasyonu ve santrale etkisi
Artificial intelligence based energy optimization of rail systems integrated into virtual power plants in smart grids and its impact on the plant
RAMAZAN GÜNGÜNEŞ
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL ÇAM
- Elektrikli araçlar için enerji yönetim tabanlı akıllı otopark sistemi
Energy management based intelligent parking system for electric vehicles
YUSUF İÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiKocaeli ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT AYAZ
- Numerical and experimental investigation of liquid cooling of lithium ion batteries in an energy storage system
Bir enerji depolama sisteminde lityum iyon pillerin sıvı soğutulmasının sayısal ve deneysel incelenmesi
OYA KORKMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ YILMAZ
- Fully simulated and model based power consumption estimation of internet of things devices
Nesnelerin interneti cihazlarının tamamen benzetim ve model tabanlı güç tüketimi tahmini
ÖZEN ÖZKAYA
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN