Şarj istasyonlarında kullanılan çift aktif köprülü dönüştürücüler için pekiştirmeli öğrenmeye dayalı verimlilik optimizasyonu
Reinforcement learning-based efficiency optimization for dual active bridge converters in charging stations
- Tez No: 985542
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL İBRAHİM OKUMUŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu doktora tezi elektrikli araç hızlı şarj istasyonlarında kullanılan çift aktif köprülü (DAB) dönüştürücü topolojilerinin geliştirilmesi ve verimlilik optimizasyonu üzerine odaklanmaktadır. Yapılan çalışmada DAB dönüştürücülerin matematiksel modeli ortaya konulmuş, tek faz kaydırmalı (SPS) ve üçlü faz kaydırmalı (TPS) modülasyon teknikleri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. TPS modülasyonunun altı farklı çalışma modu için detaylı matematiksel analiz gerçekleştirilmiş, akım stresi, reaktif güç ve aktif güç akışı denklemleri türetilmiştir. Geliştirilen MARL kontrolcü, geleneksel yöntemlerle (PID, Fuzzy Logic, Optimal Control, Adaptive PID) karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre MARL kontrolcü %96.3 ortalama verimlilik sağlamış olup, PID'ye göre %52.4, Fuzzy Logic'e göre %0.21, Optimal kontrolcüye göre %1.9, adaptive PID'ye göre %3 iyileşme göstermiştir. ZVS başarı oranı %85, voltaj regülasyon hatası %5 sapma oranıyla 20V olarak elde edilmiştir. Akım stresi minimizasyonu için özel ödül fonksiyonu kullanıldığında %86.2 akım stresi azaltılarak 1.74A'e düşürülmüştür. Ayrıca MARL yaklaşımının elektrikli araç şarj istasyonlarındaki değişken yük profillerine uyum sağlayabileceği gösterilmiştir. Sonuç olarak bu tez elektrikli araç şarj teknolojilerinin gelişimine önemli katkılar sunmakta ve yüksek verimli şarj istasyonlarının tasarımı için pratik çözümler ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This doctoral thesis focuses on the development and efficiency optimization of dual active bridge (DAB) converter topologies used in fast charging stations for electric vehicles. In this study, the mathematical model of the DAB converter was presented, and single-phase shift (SPS) and triple-phase shift (TPS) modulation techniques were comparatively analyzed. A detailed mathematical analysis was conducted for the six different operating modes of the TPS modulation, deriving equations for current stress, reactive power, and active power flow. The developed MARL controller was compared with traditional methods (PID, Fuzzy Logic, Optimal Control, Adaptive PID). According to the results obtained, the MARL controller achieved an average efficiency of %96.3, showing improvements of %52.4 over PID, %0.21 over Fuzzy Logic, %1.9 over Optimal Control, and %3 over Adaptive PID. The ZVS success rate was %85, and the voltage regulation error was achieved as 20V with a %5 deviation. When a special reward function was used for minimizing current stress, the current stress was reduced by %86.2 to 1.74A. Additionally it was demonstrated that the MARL approach can adapt to variable load profiles in electric vehicle charging stations. In conclusion, this thesis makes significant contributions to the advancement of electric vehicle charging technologies and provides practical solutions for the design of high efficiency charging stations.
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
- Artificial potential function-based water quality monitoring using unmanned surface vehicle
Suüstü robotu kullanarak yapay potansiyel fonksiyon tabanlı su kalitesi izleme
EMRE FİKRİ BALTACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALUK BAYRAM
- Matlab/sımulınk ile elektrikli araçlar için çiftyönlü şarj istasyonu modellenmesi ve simülasyonu
Modeling and simulation of a dual-direction charging station for electric vehicles using matlab/simulink
İBRAHİM ALTIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiHibrid ve Elektrikli Taşıtlar Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ERKUŞ
- Akıllı arıza koruma ve güç akışı kontrol fonksiyonlarına sahip bir elektrikli araç şarj cihazının şebekeden-araca ve araçtan-şebekeye etkileşimli şekilde geliştirilmesi
Implementation of an electric vehicle charger with intelligent fault protection and power flow control functions in an interactive grid-to-vehicle and vehicle-to-grid strategy
SAMET ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- Depolamalı yenilenebilir enerji ve raylı sistem frenleme enerjisi destekli elektrikli araç şarj hizmeti için bir yaklaşım geliştirilmesi
An approach development for electric vehicle charging service supported by renewable energy with storage and rail system braking energy
ASYA MÜMİNE ÇOŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN ERDİNÇ
DR. FURKAN KARAKUŞ