KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Mühendislik Bilimleri ve Araştırmaları Dergisi / 2026 / Cilt: 8 Sayı: 1

Elektrikli Araçların Kablosuz Şarj Uygulamaları için Bobin Tasarımı ve Optimizasyonu

Coil Design and Optimization for Wireless Charging Applications of Electric Vehicles

Cem Kutlu(BANDIRMA ONYEDİ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-4457-7197
Harun Özbay(BANDIRMA ONYEDİ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-1068-244X
Sayfa
12–21
Yayın Tarihi
2026-04-30
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu çalışmada, Ansys Maxwell ve Simplorer'da ortak simülasyon yoluyla elektromanyetik ve devre düzeyindeki analizleri ele alan entegre bir tasarım ve optimizasyon metodolojisi önerilmektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Elektrikli araçların giderek daha fazla benimsenmesi, yüksek verimli kablosuz güç aktarım (WPT) sistemlerine olan talebin artmasına neden olmuştur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bulgular, Maksimum Güç Aktarımı (MPT) koşulu altında bobin tur sayısının optimizasyonu ile 7,8 kW çıkış gücü ve %98 aktarım verimliliği elde edilerek 7,7 kW güç hedefinin tutarlı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Bu çalışmada, Ansys Maxwell ve Simplorer'da ortak simülasyon yoluyla elektromanyetik ve devre düzeyindeki analizleri ele alan entegre bir tasarım ve optimizasyon metodolojisi önerilmektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Endüktif Güç Transferi · Bobin Tasarımı · Elektrikli Araçlar

Özet

Elektrikli araçların giderek daha fazla benimsenmesi, yüksek verimli kablosuz güç aktarım (WPT) sistemlerine olan talebin artmasına neden olmuştur. Bu sistemlerde, bobin tasarımı performansın belirlenmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, Ansys Maxwell ve Simplorer'da ortak simülasyon yoluyla elektromanyetik ve devre düzeyindeki analizleri ele alan entegre bir tasarım ve optimizasyon metodolojisi önerilmektedir. Bulgular, Maksimum Güç Aktarımı (MPT) koşulu altında bobin tur sayısının optimizasyonu ile 7,8 kW çıkış gücü ve %98 aktarım verimliliği elde edilerek 7,7 kW güç hedefinin tutarlı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermektedir. Sonuçlar, verimlilik ve güç çıkışı arasında denge sağlamak için sistematik bir çerçeve sunarak, bobin tasarımının elektrikli araç şarj uygulamaları için uygunluğunu teyit etmektedir.

Abstract

The growing adoption of electric vehicles has led to an increased demand for high-efficient wireless power transfer (WPT) systems, wherein coil design plays a pivotal role in determining performance. The present study proposes an integrated design and optimization methodology that addresses the electromagnetic and circuit-level analyses through co-simulation in Ansys Maxwell and Simplorer. The findings demonstrate the consistent attainment of the 7.7 kW power objective, with an output of 7.8 kW and a transfer efficiency of 98% achieved through the optimization of the coil turn number under the Maximum Power Transfer (MPT) condition. The outcomes furnish a systematic framework for balancing efficiency and power output, thereby confirming the coil design's viability for practical electric vehicle charging applications.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Kutlu, C., Özbay, H. (2026). Elektrikli Araçların Kablosuz Şarj Uygulamaları için Bobin Tasarımı ve Optimizasyonu. Mühendislik Bilimleri ve Araştırmaları Dergisi, Cilt: 8 Sayı: 1, 12–21. https://doi.org/10.46387/bjesr.1795283

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (26)

  1. M.T. Tran, S. Thekkan, H. Polat, D.D. Tran, M. El Baghdadi and O. Hegazy, “Inductive Wireless Power Transfer Systems for Low-Voltage and High-Current Electric Mobility Applications: Review and Design Example”, MDPI, 2023.
  2. H. Özbay, C. Közkurt, A. Dalcalı and M. Tektaş, “Geleceğin Ulaşım Tercihi: Elektrikli Araçlar”, Akıllı Ulaşım Sistemleri ve Uygulamaları Dergisi, vol. 3, no. 1, pp. 34–50, 2020.
  3. V. Ramakrishnan et al., “Design and Implementation of a High Misalignment-Tolerance Wireless Charger for an Electric Vehicle with Control of the Constant Current/Voltage Charging”, Scientific Reports, vol. 14, no. 1, 2024.
  4. B. Latha, M.M. Irfan, B.K. Reddy and C.H.H. Basha, “A Novel Enhancing Electric Vehicle Charging: An Updated Analysis of Wireless Power Transfer Compensation Topologies”, Springer Nature, 2025.
  5. V. Ramakrishnan, A.D. Savio, M. Shorfuzzaman and W.M. Abdelfattah, “An Enhanced Vehicle-to-Vehicle Wireless Power Transfer System for Electric Vehicle Applications Using a Reconfigurable Coil Approach”, IEEE Access, vol. 13, pp. 9931–9941, 2025.
  6. A. Sagar et al., “A Comprehensive Review of the Recent Development of Wireless Power Transfer Technologies for Electric Vehicle Charging Systems”, IEEE Access, vol. 11, pp. 83703–83751, 2023.
  7. H.T. Nguyen et al., “Review Map of Comparative Designs for Wireless High-Power Transfer Systems in EV Applications: Maximum Efficiency, ZPA, and CC/CV Modes at Fixed Resonance Frequency Independent from Coupling Coefficient”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 37, no. 4, pp. 4857–4876, 2022.
  8. Y. Özüpak, “Analysis and Experimental Verification of Efficiency Parameters Affecting Inductively Coupled Wireless Power Transfer Systems”, Heliyon, vol. 10, no. 5, 2024.
  9. V. Sari, “Design and Implementation of a Wireless Power Transfer System for Electric Vehicles”, World Electric Vehicle Journal, vol. 15, no. 3, 2024.
  10. J. Cai, X. Wu, P. Sun, J. Sun and Q. Xiong, “Optimization Design of Zero-Voltage-Switching Control in S-LCC Inductive Power Transfer System Under Dynamic Coupling Coefficient”, Journal of Electrical Engineering & Technology, vol. 16, no. 6, pp. 2937–2948, 2021.
  11. M.M.R. Ahmed et al., “Optimized Design and Sizing of Wireless Magnetic Coupling Stage for Electric Vehicle-to-Grid (V2G) Charging Station”, Scientific Reports, vol. 15, no. 1, 2025.
  12. R.B.Y. Alsuwaidi, A.G. Abokhalil, M. El Haj Assad and A.A. Hassan, “Wireless Charging for Electric Vehicles: The Impact of Air Gap Distance and Coil Alignment on Power Transfer Efficiency”, International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), 2025.
  13. M. Venkatesan, N. R, P. Kacor and M. Vrzala, “Bidirectional Wireless Power Transfer: Bridging Electric Vehicles and the Grid Through Converter Analysis, Coil Topologies, and Communication Protocol Review”, Elsevier, 2025.
  14. A. Mubarak, A.A. Amin, M. Ahmad, M.F. Shafique and M.S. Zafar, “Wireless Power Transfer for Deep Cycle Lithium-Ion Batteries in Electric Vehicles Using Inductive Coupling”, Advances in Mechanical Engineering, vol. 16, no. 10, 2024.
  15. Z. Xue, W. Liu, C. Liu and K.T. Chau, “Critical Review of Wireless Charging Technologies for Electric Vehicles”, World Electric Vehicle Journal, vol. 16, no. 2, 2025.
  16. K. Thiagarajan, T. Deepa and M. Kolhe, “Optimized Coil Design and Advanced Neural Network Control for Enhanced Wireless Power Transfer in Electric Vehicles Using Taylor-Based Firefly and Dove Swarm Optimization”, Wireless Power Transfer, vol. 11, no. 1, 2024.
  17. K. Li, J. Chen, X. Sun, G. Lei, Y. Cai and L. Chen, “Application of Wireless Energy Transmission Technology in Electric Vehicles”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 184, 2023.
  18. T. Bouanou, H. El Fadil, A. Lassioui, O. Assaddiki and S. Njili, “Analysis of Coil Parameters and Comparison of Circular, Rectangular, and Hexagonal Coils Used in WPT System for Electric Vehicle Charging”, World Electric Vehicle Journal, vol. 12, no. 1, 2021.
  19. H. Khalid, S. Mekhilef, M. Mubin and M. Seyedmahmoudian, “Advancements in Inductive Power Transfer: Overcoming Challenges and Enhancements for Static and Dynamic Electric Vehicle Applications”, Energy Reports, vol. 10, pp. 3427–3452, 2023.
  20. C. Kutlu and H. Özbay, “Design of PV Based ZVS SEPIC Converter for Electric Vehicle Battery Charger”, International Symposium of Scientific Research and Innovative Studies, pp. 1084–1092, 2022.
  21. A.H. Reyhan and A. Doğan, “Elektrikli Araçların Kablosuz Şarj Edilmesinde Kullanılan Güç Aktarım Yöntemlerinin İncelenmesi”, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 12, no. 4, pp. 1305–1317, 2023.
  22. I. Bentalhik et al., “Analysis, Design and Realization of a Wireless Power Transfer Charger for Electric Vehicles: Theoretical Approach and Experimental Results”, World Electric Vehicle Journal, vol. 13, no. 7, 2022.
  23. H. Özbay, “Rezonans Dönüştürücülü Fotovoltaik Batarya Şarj Sistemi”, Bandırma Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Dergisi, vol. 2, no. 1, pp. 11–20, 2020.
  24. M.Ş. Balcı and A. Dalcalı, “Design and Application of Optimum Toroidal Shaped Electromagnetic Energy Harvesters for Unmanned Aerial Vehicles”, International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields, vol. 37, no. 3, 2024.
  25. T. Campi, S. Cruciani, F. Maradei and M. Feliziani, “Magnetic Field During Wireless Charging in an Electric Vehicle According to Standard SAE J2954”, Energies, vol. 12, no. 9, 2019.
  26. G.A. Covic and J.T. Boys, “Inductive Power Transfer”, Proceedings of the IEEE, vol. 101, no. 6, pp. 1276–1289, 2013.