Lityum Tabanlı Bataryalar için Kablosuz Batarya Yönetim Sistemi Tasarımı
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ender Dönmez
Danışman: Fırat Kaçar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Gelişen teknolojiler ile birlikte lityum tabanlı bataryaların günlük yaşamdaki kullanım alanları sürekli olarak artış göstermektedir. Özellikle elektrikli araçlardaki ve yenilenebilir enerji santrallerindeki yüksek enerji talebi hem lityum tabanlı bataryaların kullanım alanlarını artırmakta hem de yeni teknolojilerin araştırılmasına öncülük etmektedir. Kullanıldıkları sistemlerde en kritik unsur olan lityum tabanlı bataryalar, sürekli olarak uygun sıcaklık ve gerilim değerlerinde tutulmalıdır. Bu nedenle lityum tabanlı batarya paketlerinde uygun sıcaklık ve gerilim değerlerinde çalışılmasına olanak sağlayan Batarya Yönetim Sistemleri kullanılmaktadır. Batarya Yönetim Sistemleri, batarya paketindeki tüm hücrelerin gerilimlerini izlemekte, sıcaklık değerlerini kontrol etmekte ve soruna yol açabilecek veriler tespit ettiğinde ise güvenlik amacıyla sistemi kapatabilmektedir. Aynı zamanda batarya şarj durumu, batarya sağlık durumu, deşarj oranı vb. gibi birçok matematiksel hesaplamaları da yaparak kullanıcıyı bilgilendirmektedir. Geleneksel Batarya Yönetim Sistemleri, merkezi bir işlemci birimi ve ona bağlı olan yardımcı birimler ile sensörler arasında zincirleme bir mimari kullanmaktadır. Bu zincirleme mimari içeriği kablolu haberleşme ve kablolu sensör ara bağlantılarını kapsamaktadır. Haberleşme ve sensörler için kullanılan kablolu sistemler, karmaşık batarya paketlerinde güvenlik ve verimlilik problemlerine yol açabilmektedir. Bu nedenle karşılaşılan problemlere çözüm sunabilmek amacıyla alternatif mimari tasarımları arayışına gidilmiştir. Bu tez çalışmasında, Kablosuz Batarya Yönetim Sistemi Tasarımı ile kabloların bataryalar arasında yol almasının önüne geçilmekte, batarya paketi içerisinde yer alan modüllerin seri bir haberleşme arayüzüne ihtiyaç duymadan kablosuz olarak haberleşebilmesi sağlanmakta, gerinim ölçer sensörleri vasıtasıyla bataryalarda oluşabilecek şişme gibi fiziksel deformasyonlar saptanabilmekte ve hücre dengeleme sistemi için kullanılan devrelerdeki izoleli elektronik komponent kullanımı ortadan kaldırılmaktadır. Sistem tasarımı içerisinde yer alan bu özellikler ile batarya paketi güvenliği artırılmış ve entegrasyon veya onarım gibi işlemlerin süreçlerinin kısalması sağlanmıştır. Kontrol Modülü üzerinden elde edilen veriler kaydedilerek batarya paketinin kullanımı ile ilgili teknik veriler kullanıcıya sunulmuştur. Kablosuz haberleşme altyapısı desteğiyle sensörler gibi harici güvenlik ekipmanlarının batarya paketine entegre edilebilmesi geleneksel sistemlere göre daha da kolay hale getirilmiştir.