Battery test and management system

Abstract

Bu tez, bataryalarla çalışan cihazlarda önemli problem ve ihtiyaçlardan olanbatarya test ve yönetimi ile ilgilidir. Batarya test etmenin ve yönetmenin amacı,cihazlarımızdan beklenen performansı alabilmek ve batarya değişikliği gerektirendurumları belirleyebilmektir. Son zamanlarda artan elektrikli araç ve cihaz sayısı,bataryalara olan ihtiyacı arttırmış durumdadır. Hayatımızın her alanına etki edenbu durum, bataryaların sağlıklı Çalışması ihtiyacını ve çevre güvenliği açısından,bataryaların korunumu konusunu daha da önemli hale getirmiştir. Artan ihtiyacıkarşılamak üzere, son dönemlerde çeşitli metot ve teknolojiler geliştirilmiştir.Bu metotlardan bazıları, Açık Devre Voltaj ölçme Metodu, Coulomb CountingModel ve Kalman Filtreleridir. Pilin şarj Durumu (SOC) metodu da bataryalarınsağlık durumu ile ilgili bilgi almamıza yardımcı olabilmektedir. Bu metotlarınkullanıldığı cihazlar, büyük, karmaşık ve dolayısıyla anlaşılması ve okunması zorolabilmektedir. Dünyanın her yerinden, her insanın günlük hayatında önemli birparça haline gelen bataryalar ve dolayısıyla bataryaların testi ve yönetimi, günlükihtiyaçlara cevap verebilen basitlik ve kullanışlılıkta olmalıdır.Bu tezin amaç genel olarak Coulomb Counting ve diğer metotların entegrasyonuile yapılmış, etkili, ucuz ve kullanıcı dostu bir batarya test ve yönetimi cihazıgeliştirmektir. Cihazda Raspberry kullanarak cihazımızı ulaşılabilir, ekonomik,hızlı ve çevre ara birimleriyle uyumlu olması hedeflenmiştir. Tezde geliştirilen cihazdakullanılan ekipmanlar ve elektronik kompanentlerin örnekleme düzeylerininortalama hata payları %1 ile %5 arasında değişen, hassas kompanentlerden oluşmaktave dolayısıyla son kullanıcıya, az hatalı sonuç sunulmaktadır.Günümüzde batarya test ve kontrol sistemlerinin maliyeti ve kullanım zorluğu,milyonlarca pilin efektif olmayan biçimlerde kullanılarak sağlıklarını kısa süredeyitirmesine sebep olurken, dünyaya, çevremize ve dünya ekonomisine negatif etkilerbırakmaktadır. Tezde geliştirilen batarya test ve yönetimi cihazı, 80$ maliyetiylebu problemlere çözümüretmekte ve ileri araştırmalar için Raspberry kullanımınıve model kombinasyonunun değerini ifade etmektedir.

This thesis is about meeting and answering the needs of devices with batteriesfor battery testing and management.The goal of the battery test and management's is to use the full capacity of thedevice and to be able to see the need for changing the battery at the right time.The increase in the number of electric appliances and electric vehicles also led anincrease in the need of batteries recently. That situation affects every aspect ofthe daily life and healthy performance of batteries became even more importantin terms of environmental security, effciency and so on. Engineers have developedseveral solutions and technologies for these problems. Open-Circuit VoltageMeasurement Method, Coulomb Counting Model and Kalman Filters are someexamples. On the other hand State of Charge method helps us to get informationabout the health of the battery, However, all applications for the problem so farhave been quite huge, inaccessible and hard to use. Since the batteries becamean important of daily life more than ever, these applications are needed to beaccessible, economic, precise and user-friendly.The aim of the thesis is providing an affordable and user-friendly device by integratingmainly the Coulomb Counting Method with several others successfully.Using Raspberry in the device helps it to be accessible, economic, fast and adaptableto dfferent interfaces. All the components that had been used in the devicein this thesis have approximately from %1 to %5 error term and therefore quiteprecise about the estimations.Today, the cost and the complexity of Battery Test and Management systemsled waste of millions of batteries through inffective usages. That harms theenvironment and economy of the world. The device that had been developedin this thesis, provides accessible, affordable with its 80$ price and user-friendlysolutions for battery testing and management problems.