Batarya yönetimi sistemi tasarımı
Battery managment system design
Yazar: GÖKHAN SEVİM
Danışman: PROF. NECMİ ALTIN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bataryalar, elektrikli ev aletlerinin, elektrikli araçların ve yenilenebilir enerji kaynaklarının
vazgeçilmez birer parçasıdır. Bataryalar kimyasal yapılarına göre çeşitlilik gösterse de genel
kullanım amaçları enerjiyi depo etmektir. Bataryaların kullanımı esnasında hücreler
arasındaki enerjiyi eşit dağıtan, bataryaların şarj ve sağlık durumlarını kestiren ve olumsuz
durumlarda bataryaları ve sistemi koruma altına alan sistemlere batarya yönetim sistemi
denmektedir. Dengeleme sistemi ve kestirimler için birçok yöntem vardır. Bu çalışmada
dengeleme yöntemi için aktif dengeleme yöntemlerinden flyback çevirici yöntemi
kullanılmıştır. Bataryanın şarj durumu (SoC) ve sağlık durumu (SoH) Kalman filtresi
yardımı ile kestirilmeye çalışılmıştır. MATLAB programında oluşturulan bir batarya
modelinin SoC ve SoH değerleri kestirilmeye çalışılmıştır. MATLAB/Simulink'de var olan
bataryanın SoC değeri önerilen yöntem ile kestirilmiş ve MATLAB/Simulink modelinin
verdiği değer ile karşılaştırılmıştır. Yapılan benzetim çalışmalarında önerilen yöntem ile elde
edilen değer ile Simulink modelinin verdiği değer arasındaki hata değerinin maksimum
±0.03 olduğu tespit edilmiştir. Benzer şekilde SoH kestirimi ile elde edilen değerin
maksimum sapma miktarının ±0.03 olması beklenmektedir. Simülasyon sonuçlarıyla elde
edilen veriler ile elektronik bir devre tasarlanarak mikroişlemci yardımıyla dengeleme ve
kestirim işlemleri yapılmıştır.

Abstract:
Batteries are an indispensable part of electrical appliances, electric vehicles and renewable
energy sources. Although batteries vary according to their chemical structures, their general
purpose is to store energy. Systems that distribute the energy equally between cells during
battery use, estimate the charge and health status of batteries, and protect the batteries and
the system in adverse situations are called battery management systems. There are many
methods for balancing systems and predictions. In this study, the flyback converter method,
one of the active balancing methods, was used for the balancing method. The state of charge
(SoC) and state of health (SoH) of the battery were tried to be estimated with the help of
Kalman filter. An attempt was made to estimate the SoC and SoH values of a battery model
created in the MATLAB program. The SoC value of the existing battery in
MATLAB/Simulink was estimated with the recommended method and compared with the
value given by the MATLAB/Simulink model. In the simulation studies, it was determined
that the error value between the value obtained by the proposed method and the value given
by the Simulink model was maximum ±0.03. Similarly, the maximum deviation of the value
obtained by SoH estimation is expected to be ±0.03. An electronic circuit was designed with
the data obtained from the simulation results and balancing and estimation operations were
carried out with the help of a microprocessor.