Elektrikli araçların yerleşik şarj biriminde kullanılan farklı kontrol yöntemlerinin incelenmesi
Investigation of different control methods used in the on-board charging unit of electric vehicles
Yazar: ALİ ATAKAN TURGUT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN TERZİOĞLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Ulaşım sektöründe fosil yakıt kullanan içten yanmalı motorlu araçlara alternatif bir seçenek olan elektrikli araçların son yıllarda gelişimi ve kullanımı oldukça artmıştır. Artan kullanım süresince kullanıcıların deneyimlediği uzun şarj süresi, batarya ömrü, şarj istasyon yetersizliği, menzil kaygısı gibi durumlar elektrikli araçlara geçiş sürecini olumsuz etkileyebilmektedir. Bu olumsuz durumların ortadan kaldırılması veya azaltılması için yapılan çalışmalar artış göstermektedir. Dünya genelinde şarj istasyon kurulumlarının artması, batarya teknolojilerindeki gelişimin hızlanması menzil kaygısını azaltmaktadır. Şarj süresinin uzunluğu ise şarj istasyonu, şarj metodu ve elektrikli araçlarda bulunan yerleşik şarj birimine göre değişiklik gösterebilmektedir. Şarj süresinin iyileştirilmesi noktasında yerleşik şarj birimi önemli bir faktördür. Yerleşik şarj biriminde çeşitli yapılar bulunmakta olup buna bağlı olarak farklı tasarımlar gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmada tam köprü DC-DC dönüştürücü ve faz kaydırmalı tam köprü DC-DC modelleri kullanılmıştır. Giriş ile çıkış gerilim dönüşümü ve izolasyon sağlanması için yüksek frekanslı transformatör kullanılmıştır. Çıkış akım ve gerilim değerlerinin istenilen düzeye getirilmesi için geri besleme sistemi oluşturulmuştur. Bu sistem PI kontrolsüz ve PI kontrollü olarak gerçekleştirilmiştir. Bu modeller ile bataryaların şarj edilmesi amaçlanmıştır. Batarya şarj işleminin gerçekleştirilmesinde birden çok yöntem bulunmaktadır. En çok kullanılan batarya şarj yöntemleri sabit akım, sabit gerilim, sabit akım- sabit gerilim metotlarıdır. Bu yöntemler kullanılarak MATLAB programında benzetim çalışmaları yapılmış, batarya üzerinde şarj işlem sonuçları elde edilmiştir.

Abstract:
The development and use of electric vehicles, which are an alternative option to internal combustion engine vehicles using fossil fuels in the transportation sector, has increased significantly in recent years. Situations such as long charging time, battery life, insufficient charging stations, range anxiety can negatively affect the transition process to electric vehicles. Studies conducted to eliminate or reduce these negative conditions are increasing. The increase in charging station installations worldwide and the acceleration of development in battery technologies are reducing range anxiety. The length of the charging time may vary depending on the charging station, the charging method and the on-board charging unit in electric vehicles. The on-board charger is an important factor in improving the charging time. There are various structures in the on-board charger, and depending on this, different designs are realized. In this study, full bridge DC-DC converter and phase shift full bridge DC-DC models used. A high frequency transformer has been used to provide input and output voltage conversion and isolation. A feedback system has been created to bring the output current and voltage values to the desired level. This system has been realized as PI uncontrolled and PI controlled. It is intended to charge the batteries with these models. There are multiple methods for performing the battery charging process. The most commonly used battery charging methods are constant current, constant voltage, constant current- constant voltage methods. Simulation studies were carried out in the MATLAB program using these methods, and charging process results were obtained on the battery.