Hibrit araçlarda DC/DC kıyıcı ile akü şarj devresinin tasarımı ve uygulanması

Abstract

Hayatımızın büyük bölümünde kullandığımız fosil yakıtlar; kullanım kolaylığı, ucuz olması, kolay temin edilmesi gibi sebepler ile popüler olmasına rağmen karbondioksit salınımı ve çevreye verdiği zararlar nedeni ile kullanıcılar yeni ve temiz enerji kaynaklarına yönelmeye sebep olmuştur. Bu enerji arayışı fosil yakıtların kullanımında en büyük paya sahip ulaşım sektöründe kendini daha fazla göstermiştir. Ulaşım araçlarında içten yanmalı motorlar yerine temiz enerji kaynağı yani elektrik enerjisi ile çalışan Hibrit Araçların (HA) önemi her geçen gün artmaktadır. HA'lara artan bu ilgi, bu araçların olumsuz ya da geliştirilmesi gereken yönlerini gündeme getirmiştir. Şu an HA'larda eksikliği duyulan en önemli konu şarj edilen süre ile gidilen mesafedir. Bu sorunda batarya teknolojisindeki gelişme ve şarj istasyonlarının yaygınlaşması ile sağlanabilecektir. HA'ların şarjı için kullanılan şarj istasyonlarında gerilim düşürücü olarak tercih edilen kontrolsüz doğrultucular ve transformatörler yerine daha verimli, az yer kaplayan ve modüler olan DC/DC (Doğru Akım) kıyıcıların kullanılması tercih edilmektedir. Tez çalışmasında düşüren tip DC/DC kıyıcıların genel yapısı kullanılarak bir mikrodenetleyici yardımı ile oransal-integral-türev (PID) kontrollü şarj devresi tasarlanmıştır. Sistem modellenmesi MATLAB® de yapılmış SISOTOOL aracı ile PID parametreleri belirlenmiş ve benzetim sonuçları elde etmiştir. Belirlenen Parametre ve PID katsayıları ile devre gerçekleştirilerek uygun refarans değerlerinde belirlenen başarım parametrelerine ulaşılmıştır.

Fossil fuels using in most of our lives; although it is popular with reasons such as ease of use, cheapness and easy supply, it has led to new and clean energy sources due to carbon dioxide emission and environmental damage. This quest for energy has shown itself more in the transportation sector, which has the largest share in the use of fossil fuels. The importance of Hybrid Vehicles (HA), which works with clean energy sources, ie electric energy, rather than internal combustion engines in transportation vehicles, is increasing day by day. This increased interest in HAs has brought about the negative or need to develop these vehicles. The most important issue currently lacking in HAs is the distance traveled and the time charged. This problem can be achieved by the development of battery technology and the expansion of charging stations. Instead of uncontrolled rectifiers and transformers which are preferred as voltage reducers in the charging stations used for the charging of HAs, it is preferred to use DC/DC (Direct Current) choppers which are more efficient, compact and modular. In this thesis, proportional-integral-derivative (PID) controlled charge circuit is designed with the help of a microcontroller by using the general structure of the DC/DC chopper. PID parameters were determined by SISOTOOL tool, which was modeled in MATLAB®, and obtained simulation results. By performing the circuit with the determined parameters and PID coefficients, the performance parameters determined in the appropriate reference values were reached.