Dergiler / Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2021 / Ejosat Özel Sayı 2021 (HORA)

Elektrikli Araçlarda Kablosuz Enerji Transferinin Batarya Şarj Durumuna Etkisi

The Effect of the Wireless Power Transfer for Electric Vehicles on State of Charge

Sayfa
447–455
Yayın Tarihi
2021-07-31
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)

Sonuç olarak kablosuz enerji transferi yüksek kapasiteli bataryalara olan bağımlılığı önemli ölçüde azaltacak ve batarya şarj sürelerini en kısa süreye indirerek hem elektrikli araç maliyetlerini azaltacak hem de menzil kaygısını ortadan kaldıracaktır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Yerleşik piller, elektrikli araçları sürüş menzili ve şarj süresi açısından sınırlar.
📊
Temel Bulgular & Veri:Batarya şarj durumlarına göre bu sistemlerin yeterliliği ve etkisi görülecektir, çünkü batarya şarj durumu aracın menzili ile doğrudan ilgilidir.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuç olarak kablosuz enerji transferi yüksek kapasiteli bataryalara olan bağımlılığı önemli ölçüde azaltacak ve batarya şarj sürelerini en kısa süreye indirerek hem elektrikli araç maliyetlerini azaltacak hem de menzil kaygısını ortadan kaldıracaktır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Elektrikli Araç · Sürüş Menzili · Kablosuz Enerji Transferi

Özet

Yerleşik piller, elektrikli araçları sürüş menzili ve şarj süresi açısından sınırlar. Bu çalışmada, kablosuz enerji transferi (KET) sistemleri ile şarj edilen elektrikli araçların batarya şarj durumları incelenmiştir. Batarya şarj durumlarına göre bu sistemlerin yeterliliği ve etkisi görülecektir, çünkü batarya şarj durumu aracın menzili ile doğrudan ilgilidir. Kablosuz şarjın pil durumuna etkisini ölçmek amacıyla yapılan simülasyonda güç tüketimini esas alan araç modeli ile basit bir pil modeli kullanıldı. Bu iki model de Mathworks kütüphanesinde bulunan araç ve batarya modelleridir. Şehir içi ve otoyol sürüş döngüleri olmak üzere iki farklı durumun benzetimi yapılmıştır. Farklı güç seviyelerinin batarya şarj durumuna etkisi gözlenmiştir. Şehir içi sürüşlerinde araç menzilinin sınırsız olması orta seviye güçlerde mümkündür. Araçların durma noktalarında bataryalara aktarılan şarj ile 20 kilowattlık güç seviyelerinde döngü boyunca tüketilen şarjın bu sistem tarafından şarj edilme miktarı ile aynı seviyelerdedir. Şarj etme sorunundan kurtulmak için orta güç seviyelerindeki kablosuz güç transferinin yeterli olduğu anlaşılmıştır. Otoyollarda ise kapsama alanı artırılarak sınırsız menzil elde etmek üzere bir yaklaşım oluşturulabilir. Sonuç olarak kablosuz enerji transferi yüksek kapasiteli bataryalara olan bağımlılığı önemli ölçüde azaltacak ve batarya şarj sürelerini en kısa süreye indirerek hem elektrikli araç maliyetlerini azaltacak hem de menzil kaygısını ortadan kaldıracaktır.

Abstract

Built-in batteries limit electric vehicles in terms of the vehicle's final destination and battery recharge time. This study investigated the battery charge status of electric vehicles charged with wireless power transfer (WPT) systems. The adequacy and impact of these systems will be seen according to the battery charge status because the battery charge status is directly related to the range of the vehicle. A simple battery model and a vehicle model based on power consumption were used in the simulation to measure the effect of wireless charging on battery status. These two models are vehicle and battery models in the Mathworks library. Two different situations are simulated namely urban and highway driving cycles. Different power levels have been observed to affect the battery charge status. It is possible to have an unlimited vehicle range at medium power levels in urban driving. The charge transferred to the batteries at the stopping points of the vehicles and the charge consumed during the cycle at power levels of 20 kilowatts are at the same level as the amount charged by this system. It has been found that wireless power transfer at medium power levels is sufficient to get rid of the charging problem. On highways, an approach can be created to achieve unlimited range by increasing the coverage area. As a result, wireless energy transfer will significantly reduce the dependency on high-capacity batteries and reduce the battery charging times to the shortest time, reducing electric vehicle costs and eliminating range anxiety.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

DURMUŞ, F., KARAGÖL, S. (2021). Elektrikli Araçlarda Kablosuz Enerji Transferinin Batarya Şarj Durumuna Etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, Ejosat Özel Sayı 2021 (HORA), 447–455. https://ajindex.com/articles/471364

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

  1. Beard, K. W. 2019. Linden’s handbook of batteries. McGraw-Hill Education, Bosshard, R., Iruretagoyena, U. ve Kolar, J. W. 2016. Comprehensive evaluation of rectangular and double-D coil geometry for 50 kW/85 kHz IPT system. IEEE journal of emerging and selected topics in power electronics, 4:4, 1406-1415.
  2. Budhia, M., Boys, J. T., Covic, G. A. ve Huang, C.-Y. 2011. Development of a single-sided flux magnetic coupler for electric vehicle IPT charging systems. IEEE transactions on industrial electronics, 60:1, 318-328.
  3. Buja, G., Bertoluzzo, M. ve Dashora, H. K. 2016. Lumped track layout design for dynamic wireless charging of electric vehicles. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63:10, 6631-6640.
  4. Chen, L., Nagendra, G. R., Boys, J. T. ve Covic, G. A. 2014. Double-coupled systems for IPT roadway applications. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 3:1, 37-49.
  5. Chen, M. ve Rincon-Mora, G. A. 2006. Accurate electrical battery model capable of predicting runtime and IV performance. IEEE transactions on energy conversion, 21:2, 504-511.
  6. Chopra, S. ve Bauer, P. 2011. Driving range extension of EV with on-road contactless power transfer—A case study. IEEE transactions on industrial electronics, 60:1, 329-338.
  7. Covic, G. A. ve Boys, J. T. 2013. Modern trends in inductive power transfer for transportation applications. IEEE journal of emerging and selected topics in power electronics, 1:1, 28-41.
  8. Deng, J., Li, W., Nguyen, T. D., Li, S. ve Mi, C. C. 2015. Compact and efficient bipolar coupler for wireless power chargers: Design and analysis. IEEE Transactions on Power Electronics, 30:11, 6130-6140.
  9. Department for Transport. (2018). Road traffic estimates great britain 2017. Great Britain: Dept. Transport. Do Chung, Y., Lee, C. Y., Kang, H. K. ve Park, Y. G. 2014. Design consideration and efficiency comparison of wireless power transfer with HTS and cooled copper antennas for electric vehicle. IEEE Transactions on applied superconductivity, 25:3, 1-5.
  10. Eghtesadi, M. (1990). Inductive power transfer to an electric vehicle-analytical model. 40th IEEE Conference on Vehicular Technology, IEEE, 100-104.
  11. Ehsani, M., Gao, Y. ve Miller, J. M. 2007. Hybrid electric vehicles: Architecture and motor drives. Proceedings of the IEEE, 95:4, 719-728.
  12. Etacheri, V., Marom, R., Elazari, R., Salitra, G. ve Aurbach, D. 2011. Challenges in the development of advanced Li-ion batteries: a review. Energy & Environmental Science, 4:9, 3243-3262.
  13. Fujita, T., Ya