Elektrikli Araç Batarya Yönetim Sistemleri için Hücre Eşitleme Yöntemleri

Özet

Bu çalışmada, elektrikli araç batarya sistemleri için hücre dengeleme sistemleri incelenmiştir. Elektrikli araçlarda kullanılan teknolojinin temel bileşenleri; güç sistemleri, kontrol elektroniği ve araca enerji sağlayan batarya paketidir. Bu batarya paketlerinde kullanılan piller ihtiyaca ve üretimine göre çeşitlilik arzetmektedir. Son yıllardaki gelişimi ve artan talep yoğunluğu ile elektrikli araçlarda kullanılan bataryalar ve bu bataryaları yöneten sistemler otomotiv teknolojileri içerisinde ön plana çıkmaktadır. Çalışmada, elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan lityum bataryalar ile batarya yönetim sistemlerinin önemi ve özellikleri incelenmiştir. Bunların yanı sıra, bataryanın ömrünü etkileyen faktörlerden biri olan grup içi hücre gerilimlerinin farklı olmasının nedenleri ve sonuçları incelenerek eşitsizliği gidermek için uygulanan pasif ve aktif dengeleme sistemleri detaylı olarak analiz edilmiştir. Pasif hücre dengeleme sistemlerinde kapasitesi yüksek hücredeki fazla enerji bir direnç üzerinden ısı enerjisi olarak paketten atılmaktadır. Aktif hücre dengeleme sistemlerinde ise enerji, yüksek gerilimli hücreden düşük gerilimli olan hücreye transfer edilmekte ve verim yükseltilmektedir. İlave olarak, bu dengeleme sistemlerine ait yöntemler karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir.

Abstract

In this study, cell balancing systems for electric vehicle battery systems were investigated. The basic components of the technology used in electric vehicles are the power system and control electronics and the battery pack that provides energy to the vehicle. The batteries used in these battery packs vary according to the requirement and production. With the development and increasing demand intensity in recent years, the batteries used in electric vehicles and the systems that manage these batteries stand out in automotive technologies. In the study, the importance and properties of lithium batteries and battery management systems, which are widely used in electric vehicles, have been examined. In addition to these, the reasons and results of the differences in cell voltages within the group, which is one of the factors affecting the life of the battery, were examined and the passive and active equalization (balancing) systems applied to eliminate the inequality were analyzed in detail. In passive cell balancing systems, the excess energy in the cell with a high capacity is dissipated as heat energy through a resistance. In the active cell balancing systems, energy is transferred from the high voltage cell to the low voltage cell and the efficiency is increased. Furthermore, the methods of these balancing systems are analysed comparatively.