Hava araçlarında elektrik yük analizi kapsamında Ni-Cd ve Li-ion batarya performanslarının karşılaştırılması
Comparison of Ni-Cd and Li-ion battery performances within the scope of electrical load analysis in aircraft
- Tez No: 938329
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN AYAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Uçaklarda sistem ve motor çalıştırma gücü ile acil durumlarda (jeneratör arızası vb.) uçağın enerjilendirilmesi bataryalar üzerinden sağlanır. Federal Havacılık İdaresi (Federal Aviation Administration, FAA) yönetmeliklerinde, hava araçlarında kullanılan bataryalar için acil durum koşullarında minimum 30 dakikalık güç gereksinimi mevcuttur. Bataryaların performans analizi, elektrik yük analizi (Electrical Load Analysis, ELA) kapsamında yapılmaktadır ve bu analiz bataryanın acil durumlarda gerekli gücü sağlama kapasitesine sahip olup olmadığını göstermektedir. Uçaklarda katastrofik tehlikelerden kaçınmak için ELA'nın, tüm uçuş fazlarında, elektrik yüklerinin en kötü durum kombinasyonları (maksimum talep) ve tüm olası senaryolar (havada 3 kez motor çalıştırma sonrası batarya dayanım süresinin hesaplanması vb.) göz önüne alınarak yapılması gerekmektedir. Uçakların güç taleplerindeki artış ile havacılık sektöründe yaygınlaşan ve milli uçak projelerimize de yansıyan Ni-Cd bataryadan Li-ion bataryaya geçiş, ELA'da batarya analiz yönteminin Ni-Cd bataryaya nazaran daha detay veri sağlayan Li-ion batarya üzerinde geliştirilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Literatürde Li-ion bataryalara eğilim ve bu bataryaların avantaj ve dezavantajlarına yönelik çalışmalar yeterince mevcuttur. Ancak Elektrik Yük Analizi kapsamında Li-ion bataryaların analizleri konusunda kaynak sınırlıdır. Bu çalışma kapsamında, ELA içeriğinde olması gereken asgari bölümler, hesaplamaları etkileyecek varsayım ve kriterler ele alınarak batarya analiz metodu gösterilmektedir. Aynı yükler üzerinde, eş kapasiteli (Ah) nikel kadmiyum ve lityum iyon bataryanın şarj durumu (State of Charge, SoC) ve kullanım ömrü sonu (End of Life, EoL) parametreleri göz önüne alınarak batarya dayanım süreleri hesaplanmaktadır. Hesaplanan süreler uçakta acil modda beslenmesi gerekli ekipmanlar için farklı senaryolarda (uçağın tüm operasyonel fazlarında yük kombinasyonları düşünülerek, ekipmanların çalışma sürelerinde (5s, 5dk, sürekli) ayrı ayrı hesaplanması vb.) ne kadar süre güç sağlanabileceğinin göstergesidir. Her iki tip eş kapasiteli batarya için elde edilen analiz sonuçları, lityum iyon bataryanın batarya dayanım süresinin (battery endurance time/battery duration) nikel kadmiyum bataryadan daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bu çalışma ile, Li-ion ve Ni-Cd bataryaların elektrik yük analizi kapsamında karşılaştırılmasının literatüre katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
System and engine starting power on aircraft and in case of emergency (generator failure, etc.) the energization of the aircraft is provided via batteries. According to Federal Aviation Administration (FAA) regulations, batteries used in aircraft have a minimum power requirement of 30 minutes in emergency conditions. The performance analysis of the batteries is carried out within the scope of Electrical Load analysis (ELA) and this analysis shows whether the battery has the capacity to provide the necessary power in emergency conditions. In order to avoid catatrophic hazards in aircraft, ELA must be performed during all flight phases, taking into account the worst-case combinations of electrical loads (maximum demand) and all possible scenarios (calculation of battery endurance time after starting the engine 3 times in the air, etc.). The transition from Ni-Cd battery to Li-ion battery, which has become widespread in the aviation sector with the increase in aircraft power demands and is also reflected in our national aircraft projects, has led to the need to develop ELA's battery analysis method on Li-ion battery, which provides more detailed data than Ni-Cd battery. There are enough studies in the literature on the tendency to Li-ion batteries and the advantages and disadvantages of these batteries. However, resources are limited for the analysis of Li-ion batteries within the scope of ELA. Within the scope of this study, the battery analysis method is shown by considering the minimum sections that should be in the ELA content, assumptions and criteria that will affect the calculations. Battery endurance times are calculated by taking into account the State of Charge (SoC) and End of Life (EoL) parameters of nickel cadmium and lithium ion batteries with equal capacity (Ah) at the same loads. The calculated times indicate how long power can be provided in different scenarios (consideration of load combinations and equipment operating times (5s, 5min, continuous) in all operational phases of the aircraft, etc.) for equipment that needs to operate in emergency mode on the aircraft. The analysis results obtained for both types of same capacity batteries show that the battery endurance time of a lithium-ion battery is higher than that of a nickel cadmium battery. With this study, it is estimated that the comparison of Li-ion and NiCd batteries within the scope of electrical load analysis will contribute to the literature.
Benzer Tezler
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Statik elektrikle yüklenmiş sıvı ilacın pamuk ilaçlamasında etkinliğinin belirlenmesi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ BAYAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF ZEREN
- Ülkemizdeki çeşitli büyüklükteki yerleşim merkezlerinde uygulanabilecek kültür yapısı planlama modeli
The Planning model of the cultural building which applicable at different size of settlement center
MUSTAFA İNCESAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUR ERKMEN
- Çekirdeksiz kuru üzümde uygulanan politikanın Ege Bölgesinde üretim ve üretici açısından sonuçlarının değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜVEN ÖZERİN