Design considerations for wireless charging in heavy-duty electric commercial vehicles
Ağır hizmet tipi elektrikli ticari araçlarda kablosuz şarj için tasarım hususları
- Tez No: 981123
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ARİF ERGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrikli araçlar için kablosuz şarj sistemlerinin yaygınlaşmasının temelinde, bu teknolojilerin sunduğu kolay kullanım ve düşük bakım avantajları yer almaktadır. Ancak ağır hizmet tipi elektrikli araçlar (HDEV'ler) söz konusu olduğunda, yüksek güç gereksinimi, büyük batarya kapasitesi ve uzun menzil ihtiyacı gibi özel durumlar sistem tasarımının daha kapsamlı bir şekilde ele alınmasını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, TEMSA SKODA SABANCI ULAŞIM ARAÇLARI A.Ş. tarafından geliştirilen TEMSA LD SB E modeli referans alınarak hem AC hem de DC tabanlı kablosuz şarj sistemlerinin performansı incelenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı kuplaj katsayıları (k = 0.10'dan 0.90'a) ve rezonans frekansları (80, 85, 90 kHz) için enerji transfer verimlilikleri MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. AC tabanlı sistemlerde sekiz anahtarlamalı HF inverter ve Seri-Seri (SS) rezonans topolojisi uygulanırken, DC tabanlı sistemlerde ise doğrudan DC/DC dönüştürücü kullanılmıştır. Simülasyon sonuçlarına göre, her iki sistemde de verimlilik kuplaj katsayısı ve frekansa bağlı olarak değişmiş, en yüksek değerler DC sistemde %97,44, AC sistemde ise %96,10 olarak kaydedilmiştir. Düşük kuplaj katsayısı değerlerinde ise her iki sistemde de enerji transfer verimliliğinde belirgin bir azalma gözlemlenmiştir. Özellikle düşük k değerlerinde, manyetik alanlar arasındaki zayıf etkileşim nedeniyle sistemlerin enerji aktarım kapasitesi ciddi şekilde azalmış, bu durum verimlilik üzerinde doğrudan etkili olmuştur. Son olarak, sistem verimliliği üzerinde etkili olan parametreleri ortaya koymak için lineer modelleme ve sonlu farklar yöntemiyle duyarlılık analizi yapılmıştır. Ayrıca, dördüncü dereceden Runge-Kutta yöntemiyle geçici rejim analizi gerçekleştirilmiş ve sistemlerin kararlı duruma ulaşma süreleri değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, kablosuz şarjın ağır hizmet tipi elektrikli araçlarda uygulanabilirliğini desteklemekte ve ileriye dönük tasarım çalışmaları için sağlam bir mühendislik temeli sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The increasing adoption of wireless charging systems for electric vehicles is largely driven by their ease of use and low maintenance requirements. However, when it comes to heavy-duty electric vehicles (HDEVs), the need for high power, large battery capacity, and long driving range requires a more comprehensive approach to system design and analysis. In this study, both AC and DC-based wireless charging systems were evaluated using the TEMSA LD SB E model, developed by TEMSA SKODA SABANCI ULAŞIM ARAÇLARI A.Ş., as a reference. Within the scope of the study, the energy transfer efficiencies of both systems were modeled in MATLAB/Simulink across a range of coupling coefficients (from k = 0.10 to 0.90) and resonant frequencies (80, 85, and 90 kHz). The AC-based system employed a high-frequency inverter with eight switching devices and a Series-Series (SS) resonant topology, while the DC-based system utilized a direct DC/DC converter structure. Simulation results revealed that system efficiency varied depending on the coupling coefficient and frequency, with the highest values observed in the DC system at 97.44% and in the AC system at 96.10%. At low coupling coefficients, a noticeable drop in energy transfer efficiency was observed in both systems. This decline can be directly attributed to the weak magnetic interaction between coils when k is low, which limits the amount of energy transferred and thus significantly affects overall system performance. Finally, sensitivity analysis was performed using linear modeling and the finite difference method to identify the parameters that most influence system efficiency. In addition, transient analysis was carried out with the fourth-order Runge-Kutta method to evaluate how quickly each system reaches steady state. The findings confirm that wireless charging is a practical solution for heavy-duty electric vehicles and provide a solid foundation for future engineering improvements and design studies.
Benzer Tezler
- Gemi inşaatında kaynak işleminin mekanizasyonu
Highly mechanized welding technology in shipbuilding
MEHMET GÜNTAY
- Next-generation internet of energy harvesting things
Gelecek-nesil enerji hasadı yapan nesnelerin interneti
OKTAY ÇETİNKAYA
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Circularly polarized array antenna design with emphasis to enhance the antenna performance for C-band applications
C-bandı uygulamaları için anten performasını geliştiren dairesel polarizasyonlu dizi anten tasarımı
SAEİD KARAMZADEH
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KARTAL
- Moda tasarımında giyilebilir teknoloji uygulamalarına inovatif yaklaşımlar: Esnek güneş panelli giysi ve aksesuar tasarımları
Innovative approaches to wearable technology applications in fashion design: Flexible solar panel clothing and accessory designs
ÇİĞDEM DÜZGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Giyim EndüstrisiUşak ÜniversitesiSanat ve Tasarım Ana Sanat Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENGÜL EROL
- RIS-röle donanımlı İHA ağları: Yeni tasarımlar ve performans analizleri
RIS-relay equipped UAV networks: New designs and performance analyses
AHMET MUAZ AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ