Elektrikli araçlar için yüksek verimli çift yönlü enerji transfer sistemi
Highly efficient bidirection energy transfer system for electric vehicles
- Tez No: 888346
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK AKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Bu çalışma, 11kW gücünde çift yönlü yüksek verimli yerleşik şarj sistemi tasarımı üzerine yoğunlaşmaktadır. Tüm sistem, şarj ve deşarj modlarında çalışabilme yeteneğine sahiptir. Şarj modunda, sistem elektrikli araç bataryaları için 11kW gücünde DC çıkış sağlar. Deşarj modunda ise, cihaz 3 fazlı AC güç üretir. Tasarımın ana bileşenleri, PFC (güç faktörü düzeltme) ve DC-DC dönüştürücüdür. PFC tarafında, daha yüksek verimlilik ve daha düşük anahtarlama kayıpları, düşük harmonik bozulma ve çift yönlü çalışma sağlamak için totem pole topolojisi kullanılmıştır. Bu topolojide, yüksek sıcaklık direnci ve hızlı anahtarlama yeteneği sağlayan SiC (Silikon Karbür) anahtarlar kullanılmıştır. DC-DC dönüştürücü tarafında ise, yüksek frekanslı anahtarlama yeteneği, yüksek dönüşüm verimliliği ve izolasyon sağlamak için CLLLC rezonans dönüştürücü kullanılmıştır. Güç faktörü düzeltme devresi için sabit 67 kHz anahtarlama frekansı kullanılırken, CLLLC topolojisinde ise yüksek güç yoğunluğu sağlayabilmek amacıyla rezonans frekansının 500 kHz olarak çalışılması uygun görülmüştür. Sistemin kontrol yöntemi olarak kazancın durumuna göre sabit akım ve sabit voltaj yöntemleri uygulanmıştır. Bu tasarımın performansını doğrulamak için kapsamlı simulasyonlar gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, tasarımın yüksek verimlilik ve yüksek güç faktörü düzeltme yeteneği sağladığını göstermektedir. Tüm sistemin veriminin %94' ün üzerinde, güç faktörünün 0.99' un üzerinde ve akım toplam harmonik bozulmanın %7'in altında olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışma, elektrikli araçların şarj altyapısının geliştirilmesine önemli bir katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study focuses on the design of a high-efficiency, bidirectional on-board charging system with a power of 11kW. The entire system has the ability to operate in both charging and discharging modes. In charging mode, the system provides a DC output of 11kW for electric vehicle batteries. In discharging mode, the circuit generates 3-phase AC power. The main components of the design are the PFC (Power Factor Correction) and the DC-DC converter. On the PFC side, a totem pole topology is used to achieve higher efficiency, lower switching losses, low harmonic distortion, and bidirectional operation. In this topology, SiC (Silicon Carbide) switches, which provide high temperature resistance and fast switching capability, are used. On the DC-DC converter side, a CLLLC resonant converter is used to provide high-frequency switching capability, high conversion efficiency, and isolation. A fixed switching frequency of 67 kHz is used for the power factor correction circuit, while in the CLLLC topology, it is deemed appropriate to operate the resonance frequency at 500 kHz to achieve high power density. The control method of the system applies constant current and constant voltage methods depending on the state of the gain. Extensive simulations have been conducted to verify the performance of this design. The results show that the design provides high efficiency and high power factor correction capability. The overall system efficiency is observed to be over 94%, the power factor is over 0.99, and the current total harmonic distortion is below 7%. This study makes a significant contribution to the development of the charging infrastructure for electric vehicles.
Benzer Tezler
- Anahtarlamalı kapasitör tabanlı çift yönlü düşürücü yükseltici tip dönüştürücünün bulanık mantık kontrolör ile geliştirilmesi
Development of switched capacitor based bidirectional buck-boost converter with fuzzy logic controller
HAKAN TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DAVUT ERTEKİN
- An agent-based energy management approach for V2X-capable charger clusters
V2X özellikli şarj kümeleri için etmen-tabanlı enerji yönetim yaklaşımı
GÜLEN AKYÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YILMAZ
- Çatı tip güneş enerjisi santrali ile beslenen elektrikli araç şarj istasyonu
Rooftop solar power plant based electric vehicle charging station
TAHSİN BOYEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL KIYAK
- Conceptual power conversion architecture for unmanned aerial vehicles utilizing BLDC motor as both starter and generator
BLDC motorun hem marş motoru hem de jeneratör olarak kullanıldığı insansız hava araçları için kavramsal güç dönüşüm mimarisi
EMEL TİMURKAYNAK SOLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
- Development of electrodes & electrolytes for high performance and long life supercapacitors
Yüksek performanslı ve uzun ömürlü süperkapasitörler için elektrot ve elektrolit geliştirilmesi
MERT UMUT ÖZKAYNAK
Doktora
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ