Elektrikli araç uygulamalarında kullanılan lityum bataryalar için göreceli kapasite tahmin yöntemi

Abstract

Günümüzde fosil yakıt kullanımının çevresel zararları hakkındaki bilincin artması ve bu yakıtların rezervlerindeki azalmadan dolayı temiz ulaşım konusu ilgi çekmektedir. Elektrikli Araçlar (EA) bu alandaki önemli alternatiflerdendir. Diğer batarya türlerine kıyasla kendiliğinden boşalma oranlarının düşük olması ve yüksek enerji yoğunluğuna, yüksek güç yoğunluğuna ve yüksek açık devre gerilimlerine sahip olmaları nedeniyle lityum tabanlı bataryalar EA uygulamalarında yoğunlukla tercih edilir. Bataryaların performansı zaman ve kullanım ile azalır. Bu nedenle EA uygulamalarında bataryanın sağlık ve ömür bilgisi önemlidir. Bu çalışmada batarya sağlığı Göreceli Kapasite (GK) cinsinden ifade edilmiş ve basit bir GK tahmin metodu önerilmiştir. GK bataryanın güncel ve nominal kapasite değerlerinin karşılaştırılmasıdır. Önerilen metotta GK bataryanın Referans Çevrim Sayısı (RÇS) kullanılarak elde edilmektedir. Bu amaçla bataryanın terminal geriliminin belirli sinyaller altında değişimine bağlı olarak bir RÇS modeli geliştirilmiştir. Daha önceki çalışmalarda önerilmiş bir batarya modeli yaşlanma etkilerini de içerecek şekilde geliştirilmiş, bataryanın farklı RÇS’deki davranışının benzetimi yapılmıştır. Farklı RÇS’deki bataryaların aynı test sinyaline verdikleri tepkiler terminal gerilimindeki değişimler üzerinden incelenmiştir. Bu değişimler sayısal büyüklüklere dönüştürülerek RÇS modeli oluşturulmuş, RÇS-GK ilişkisinden faydalanılarak GK elde edilmiştir. Metodun geçerliliği deneysel olarak da teyit edilmiştir.

Keywords

• lithium-ion batteries
• electric vehicles
• battery state of health
• relative capacity
• reference cycle number
• lityum-i̇yon batarya
• elektrikli araçlar
• batarya sağlık durumu
• göreceli kapasite
• referans çevrim sayısı