Otomobiller için yenilikçi bir akü koruma cihazı tasarımı

Abstract

İlk kurşun asit aküyü 1859 yılında Fransız asıllı bilim insanı Gaston Plante'nin keşfetmesinden bu yana akü teknolojileri yeni malzeme ve teknolojilerin gelişmesi ile büyük bir ilerleme kaydetmiştir. Kurşun asit aküler modern dünyada günlük yaşamın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Telekomikasyon, bilgi teknolojileri taşıma araçları gibi birçok alanda hizmet vermeye devam etmektedir.Kurşun asit akülerin üretim maliyeti düşük, üretimi ve geri dönüştürülmesi kolay olduğundan enerji depolama sistemlerinde baskın bir durumda kullanılmaktadır. Bu nedenle batarya teknolojileri dünya çapında yıllık on milyarlarca dolarlık ciroya ulaşmıştır.Kurşun asit aküler içerisinde sürekli olarak gerçekleşen reaksiyonlar sonucunda dinamik bir sistem olarak tanımlanabilir. Bu yapı kimya, elektrokimya, fizik, metalürji ve korozyon bilimlerinin yasalarına tabidir. Kurşun asit akülerin en büyük dezavantajı akünün iç direncinin artmasına ve kapasitesinin düşmesine sebep olan sülfatlaşmadır. Sülfatlaşma probleminin en uygun çözümü akünün şarj ve deşarj karakteristiğine uygun elektrokimyasal tepkime kontrolünün sağlanması ile mümkündür. Bu bağlamda akülerin elektrokimyasal tepkime kontrolünün amaca uygun olarak gerçekleştirilmesi, ömürlerinin uzatılması ve verimli kullanılması ile ilgili birçok farklı çalışma yapılmış ve bazıları patent altına alınıp ticari ürün haline getirilmiştir. Farklı elektrolitlere sahip akülerde bu amaçları yerine getirecek farklı tasarımlara sahip birçok şarj düzenleyici sistem geliştirilmiştir.Kurşun asit akülerin verimli çalışması, çalışma performansında oldukça önemli bir etken olan sıcaklık etkisinin geri besleme olarak kullanıldığı bir tasarım yapılması ile mümkündür. Bu çalışmada tasarımı yapılan akü koruma cihazında (AKC) akünün verimli çalışmasında en önemli etken olan sıcaklık etkisinin geri besleme olarak kullanıldığı bir tasarım yapılarak koruma fonksiyonunun etkin olarak uygulanması sağlanmıştır. Çalışmada, akülerde sülfatlaşma probleminin akü vazife görürken ve beklerken elektrokimyasal tepkime kontrolü yapılarak azaltılması veya kurşun asit akülerde kalıcı sülfatlaşmanın oluşumunun engellenmesi maksadıyla Mosfetlerin sıcaklığına göre ters orantılı olarak akü kutuplarından genliği ve frekansı ayarlanabildiği sinyaller ile akünün uyarılarak elektrokimyasal tepkime kontrolü sağlayabilen bir akü koruma cihazı tasarımı yapılmıştır.Anahtar Kelimeler: Kurşun Asit Akü, Akü, Sülfatlaşma,

The invention of electricity is the greatest achievement that changes and facilitates human life. Since the invention of the first lead acid battery by the French scientist Gaston Plante in 1859, battery technologies have made great progress with the development of new materials and technologies. Lead acid batteries have become an indispensable part of everyday life in the modern world. Batteries have been used in many area like telecommunication and information technology transportation vehicles.Lead acid batteries are used widely in energy storage systems since they have low production costs, easy to manufacture and recycle. That's why battery technologies have reached tens of billions of dollars annually worldwide.Lead acid batteries can be defined as a dynamic system as a result of continuous reactions in them. This structure is dependent to the laws of chemistry, electrochemistry, physics, metallurgy and corrosion sciences.The main disadvantage of lead acid batteries is the sulphatation, which leads to increased internal resistance and reduced capacity of the battery. The most appropriate solution to the sulphatization problem is by providing electrochemical reaction control in accordance with the charge and discharge characteristics of the battery. In this context, many different studies have been carried out for the purpose of performing the electrochemical reaction control of the batteries, prolonging their life and using them efficiently and some of them have been patented and turned into commercial products. For batteries with different electrolytes, several charge regulator systems with different designs have been developed to fulfill these objectives.Efficient operation of lead acid batteries is possible with a design in which temperature effect, which is an important factor in operating performance, is used as feedback. In this study, the design of the battery protection device (BTC), which uses the temperature effect, which is the most important factor in efficient operation of the battery, is used as feedback to ensure the effective implementation of the protection function. During the thesis, a battery protection device is designed to reduce the sulfation problem of batteries by electrochemical reaction control for the battery, or to prevent the formation of permanent sulphation in lead acid batteries. For this purpose, a design has been created that can provide electrochemical reaction control by stimulating the battery with signals that the amplitude and frequency can be adjusted from the battery poles in inversely proportional to the temperature of the Mosfets.Keywords: Lead Acid Battery, Batteries, Sulfatation,