Farklı lityum iyon piller için batarya şarj durumu tahmini
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MERVE TEKİN
Danışman: Mehmet İhsan Karamangil
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hibrit ve elektrikli araçlar taşımacılık sektörünün iklim değişikliğine olan etkilerini azaltmada en ümit verici teknolojilerdir. Ancak elektrikli araçların anahtar bileşeni olan lityum-iyon bataryalarla ilgili geliştirilmesi gereken hususlar mevcuttur. Lityum-iyon bataryaların güvenli ve verimli bir şekilde çalışması için bir Batarya Yönetim Sistemi (BYS) tarafından kontrol edilmesi gerekir. BYS akım, voltaj, sıcaklık, batarya şarj durumu (BŞD), batarya yaşlanma durumu (BYD) ve batarya güç durumu (BGD) gibi batarya iç durumlarını sürekli olarak kontrol ederek bataryayı aşırı şarj/deşarja, hücreler arasındaki dengesizliklere ve termal kaçaklara karşı korur. BŞD bataryanın anlık durumunu kontrol etmede kritiktir. Ayrıca diğer batarya durumları ile de ilişkili olduğundan BŞD'nin doğru tahmin edilmesi BYS'nin etkili ve verimli bir şekilde çalışmasındaki anahtar faktörlerden biridir. Bu çalışmada hibrit ve elektrikli araç bataryalarını domine eden Nikel Mangan Kobalt (NMC), Nikel Kobalt Alüminyum (NCA) ve Lityum Demir Fosfat (LFP) kimyalarına sahip piller için farklı tahmin yöntemleri karşılaştırılmıştır. Kullanılan yöntemler modellemeye dayalı yaklaşımlar olan Genişletilmiş Kalman Filtresi (GKF) ve Kokusuz Kalman Fitresi (KKF) ve bilgisayar öğrenmesine dayalı Kapı Özyinelemeli Birimler (GRU)'dir. Geliştirilen tahmin algoritmalarının aracın sürüş esnasındaki yüksek dinamik davranışı altında dahi doğru tahminler gerçekleştirmesi batarya kontrolü, enerji yönetimi ve kullanıcının doğru bilgilendirilmesi bakımından önemlidir. Bu nedenle kullanılan yöntemlerin BŞD tahmin performansları bir aracın sürüş davranışını en gerçekçi şekilde yansıtan ve en güncel sürüş çevrimi olan WLTP için karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda modellemeye dayalı yöntemlerle daha düşük hesaplama maliyeti ve daha iyi tahmin performansı elde edilmiştir. Üç pil kimyası için de en iyi sonuçlar KKF ile sağlanmıştır.