Dergiler / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 20 - Sayı: 3

STM32f103C8 Mikroişlemcisi Kullanılarak Elektrikli Araçlar için Pasif Dengeleme Metodu Tabanlı Batarya Yönetim Sistemi Tasarımı ve Uygulaması

Design and Implementation of Battery Management System Based on Passive Balancing Method for Electric Vehicles Using STM32f103C8 Microcontroller

Sayfa
426–433
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️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)

Tasarlanan batarya yönetim sisteminin başarılı bir şekilde çalıştığı eldeedilen deneysel sonuçlar aracılığı ile kanıtlanmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Önerilen çalışmada elektrikli araçlarda kullanılmak üzere dört hücreli batarya paketi için pasif hücredengeleme metodu tabanlı batarya yönetim sistemi tasarlanmış ve uygulaması gerçekleştirilmiştir.Batarya yönetim sisteminin yazılımsal ve donanımsal altyapısı Master-Slave mantığına göreoluşturulmuştur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu nedenle üç hücre verileri okuyup master hücreye göndermektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Tasarlanan batarya yönetim sisteminin başarılı bir şekilde çalıştığı eldeedilen deneysel sonuçlar aracılığı ile kanıtlanmıştır.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Önerilen çalışmada elektrikli araçlarda kullanılmak üzere dört hücreli batarya paketi için pasif hücredengeleme metodu tabanlı batarya yönetim sistemi tasarlanmış ve uygulaması gerçekleştirilmiştir.Batarya yönetim sisteminin yazılımsal ve donanımsal altyapısı Master-Slave mantığına göreoluşturulmuştur. Bu nedenle üç hücre verileri okuyup master hücreye göndermektedir. Master hücre,kendi hücresinin ve slave hücrelerden gelen verileri okur. Gelen verilere göre de batarya hücreleriningerilim dengeleme işlemlerinin kontrolünü ve yönetimini gerçekleştirir. Hücreler kendi içerisinde CANprotokolü ile haberleşmektedir. Her bir hücreden akım, gerilim ve sıcaklık verileri okunarak hücrelerinşarj işlemi kontrollü bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Batarya yönetim sisteminde direnç tabanlıpasif kontrol yöntemi kullanılmıştır. Pasif balanslama (dengeleme) yönteminde direnç yerine P kanallımetal oksit yarı iletken anahtarlama elemanı kullanılarak gerilim dengeleme işlemi gerçekleştirilmiştir.Ayrıca özgün bir dijital analog dönüştürme devresi tasarlanarak pasif hücre dengeleme tabanlı bataryayönetim sisteminde uygulanmıştır. Batarya yönetim sisteminin uygulaması ve şarj işlemi başarılı birşekilde gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan batarya yönetim sisteminin başarılı bir şekilde çalıştığı eldeedilen deneysel sonuçlar aracılığı ile kanıtlanmıştır.

Abstract

In the proposed study, a battery management system based on passive cell balancing method was designed and implemented for the four cell battery pack to be used in electric vehicles. The software and hardware infrastructure of the battery management system was created according to the MasterSlave logic. For this reason, three cells read the data and send it to the master cell. The master cell reads data from its own cell and slave cells. According to the incoming data, it performs the control and management of the voltage balancing processes of the battery cells. Cells communicate with CAN protocol in themselves. The charging process of the cells can be carried out in a controlled manner by reading current, voltage and temperature data from each cell. Resistance based passive control method is used in the battery management system. In the passive balancing method, voltage balancing is performed by using P channel metal oxide semiconductor switching element instead of resistance. In addition, a unique digital analog conversion circuit was designed and implemented in the passive cell balancing based battery management system. Application and charging of the battery management system has been successfully completed. The designed battery management system has been proven to work successfully through the experimental results obtained.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KIVRAK, S., ÖZER, T., OĞUZ, Y. (2022). STM32f103C8 Mikroişlemcisi Kullanılarak Elektrikli Araçlar için Pasif Dengeleme Metodu Tabanlı Batarya Yönetim Sistemi Tasarımı ve Uygulaması. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 20 - Sayı: 3, 426–433. https://ajindex.com/articles/429823

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (6)

  1. Cao, J., Schofield, N., Emadi, A., 2008. Battery balancing methods: A comprehensive review. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Harbin, China, Farmann, A. and Sauer, D. U., 2016. A comprehensive review of on-board State-of-Available-Power prediction techniques for lithium-ion batteries in electric vehicles. Journal of Power Sources, 329, 123- 137. Ismail, K., Nugroho, A., Kaleg, S., 2017. Passive balancing battery management system using MOSFET internal resistance as balancing resistor. International Conference on Sustainable Energy Engineering and Application (ICSEEA), Jakarta, Indonesia Ismaila, K., Muharama, A., Pratama, M., 2015. Design of CAN bus for research applications purpose hybrid electric vehicle using ARM microcontroller. Energy Procedia, 68, 288 – 296 Kurzweil, P., Gaston, P., 2010. The genesis of the first practical rechargeable battery. Journal of Power Sources, 14, 4424-4434.
  2. Kutkut, N.H. and Divan, D.M., 1996. Dynamic Equalization Techniques for Series Battery Stacks. IEEE Telecommunications Energy Conference, Boston, USA. Lagraoui, M., Doubabi, S., Rachid, A., 2014. SOC estimation of Lithium-ion battery using Kalman filter and Luenberger observer: A comparative study. International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC). Ouarzazate, Morocco. Lin, S.L., Huang, K.L., Wang, I.C., Chou, I.C., Kuo, Y.M., Hung, C.H. and Lin, C., 2016. Characterization of spent nickel–metal hydride batteries and a preliminary economic evaluation of the recovery processes. Journal of the Air & Waste Management Association, 66, 296-306.
  3. Muratoğlu, Y., 2017. Elektrikli Araçlarda Kullanılan Lityum İyon Pillerin Şarj Durumlarının Kokusuz Kalman Filtresi İle Kestirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Mersin Üniversitesi,
  4. Fen Bilimleri Enstitüsü, Mersin, 120 Nana, W., 2015. Design and application of Battery Electric Vehicle (BEV) power information acquisition system based on CAN bus. 5th International Conference on Education, Management, Shenyang, China. Rydh, C.J. and Svärd, B., 2003. Impact on global metal flows arising from the use of portable rechargeable batteries. Science of the Total Environment, 302, 167- 184. Saw, L.H., Ye, Y. and Tay, A.A.O., 2014. Electro-thermal analysis and integration issues of lithium ion battery for electric vehicles. Applied Energy. 131, 97-107.
  5. Thomas, A. and Zhu, W., 2009. Fast Equalization for Large Lithium Ion Batteries. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 24, 27-31
  6. Tian-jun, Z., Zhi-cheng, W., Yang, W. a