Haberleşme güç kaynaklarında kullanılan kuru tipte kurşun asit akümülatörler için yeni bir sayısal yönetim sistemi

Abstract

HABERLEŞME GÜÇ KAYNAKLARINDA KULLANILAN KURU TİPTE KURŞUN ASİT AKÜMÜLATÖRLER İÇİN YENİ BİR SAYISAL YÖNETİM SİSTEMİ Yiğit Ragıp Çadırcı ÖZ Haberleşme güç kaynaklarında yedek güç kaynağı olarak sıkça kullanılan kuru tip kurşun-asit akümülatör grupları için yeni bir mikrodenetleç kontrollü sayısal akümülatör yönetim sistemi önerilmiştir. Sistem işletimde iken akümülatör gruplarının şarj ve deşarjları sırasında sürekli olarak şarj durumu kestirimi ve gözleme sistemi ile dört durumlu şarj algoritmasının sayısal tasarımı birleştirilmiştir, önerilen bu yeni izleme sistemi üreticilerin deşarj zamanına karşı deşarj hızı eğrileri ile kulometrik ölçümlere dayanmakta olup, açık devre akümülatör gerilim ölçümü gerektirmemektedir. Oluşturulan akümülatör yönetim sistemi hem sürekli akü durumu izleme işlevini hem de dört durumlu şarj işlevlerini sayısal olarak aynı 8-bit bir mikro-denetleyici yardımıyla gerçekleştirmektedir. Kurşun-asit akümülatör şarj durumu izleme testleri hem sabit hem de dinamik yük koşullarında, değişik şarj/deşarj stratejileri kullanılarak, ve değişik akümülatörler ve ortam sıcaklıkları için yapılmıştır. Deneysel sonuçlar mevcut kapasite kestiriminde pratik çalışma koşullarında karşılaşılan değişik şarj/deşarj stratejileri için çok iyi hassasiyete (%3-4) ulaşıldığını göstermektedir. Yaşlanma yüzünden akümülatör karakteristiklerinde olan değişiklikler de akümülatörlerin gerçek kapasitelerinin otomatik olarak kestirilmesi ve yaşlanmış hücrelerin tekrar karakterize edilmesi ile mümkün olmaktadır. Anahtar Kelimeler: Akümülatör yönetimi, gözleme, kurşun-asit akümülatörler, kapasite kestirimi, şarj durumu Danışman: Yrd.Doç.Dr. Yakup özkazanç, Hacettepe Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

A NEW DIGITAL MANAGEMENT SYSTEM FOR SEALED LEAD ACID BATTERIES IN TELECOMMUNICATION POWER SUPPLIES Yiğit Ragıp Çadırcı ABSTRACT A new microcontroller-based digital battery management system is proposed for sealed lead-acid batteries, commonly used in telecommunication power systems as back-up power supplies. On-line, battery state-of-charge estimation and monitoring system for both the discharge and charge periods of sealed lead acid batteries, in combination with the digital implementation of the four-state charging algorithm are presented. The proposed monitoring system is based on discharge time versus discharge rate data given in manufacturers' data sheets, and coulometric measurements, without the need for any battery voltage measurement under open-circuit conditions. The corresponding battery management system can perform both the on-line monitoring, and battery charging tasks by the use of the same low-cost, 8-bit microcontroller. Battery state-of-charge monitoring tests have been carried out under both constant and dynamic load conditions, and for alternate charge-discharge cycles of lead-acid batteries of different capacities, and for different operating temperatures. The test results have shown that a very good accuracy (better than 3-4 %) in the estimation of available capacity is obtained for various charge - discharge strategies corresponding to practical operating conditions. Changes in battery characteristics which occur due to ageing are also taken into account by estimating the actual capacity of the battery, and adopting the corresponding recharacterization of the aged cells automatically. Keywords: Battery management, monitoring, sealed lead acid batteries, capacity estimation, state of charge Supervisor: Asst.Prof.Dr. Yakup özkazanç, Hacettepe University, Electrical and Electronics Engineering Department