Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Electrical and Thermal Modelling of Electric Vehicle’s Battery Package

Yıl 2020, Cilt: 25 Sayı: 1, 51 - 64, 30.04.2020

Gürsel Şefkat Mert Ali Özel

https://doi.org/10.17482/uumfd.541391
Cited By: 1

Öz

Nowadays, the number of electric vehicles has increased rapidly, and scientific studies have gained momentum at the same rate. Accurate analysis of the battery pack, which is one of the most critical subsystems for the electric vehicle technology, affects vital performance criteria that directly concern the user from driving performance to the range. Within the scope of this study, first degree electrical and thermal mathematical models of the lithium-ion battery cell to be used in the battery pack of the electric vehicle were created in MATLAB & SIMULINK program. The simulation outputs were verified with an approximately 0.4% error as a result of the discharge tests performed on the battery cell. The thermal model of the battery was confirmed by the thermal analysis performed in the ANSYS program, and the measurements performed with the thermal imager with a 2% error value. As a result, the mathematical model of the verified battery cell can be easily adapted to electric vehicle models, allowing theoretical simulations and algorithms to operate under operational conditions.

Anahtar Kelimeler

Lithum-Ion Battery Mathematical Modelling

Kaynakça

  • 1. Ansys, (2019). Main Page. Access address: https://www.ansys.com/ (Accessed in: 06.12.2019)
  • 2. Hu Y., Yurkovich S., Guezennec Y., Yurkovich B.J. (2011) Electro-thermal battery model identification for automotive applications. J. Power Sources. 449-457.
  • 3. Kılıç M., Yiğit A., (2010). Isı transferi. Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bursa, Türkiye, 489 s.
  • 4. Matlab&Simulink, (2019). Main Page. Access address: https://www.mathworks.com/ (Accessed in: 06.12.2019)
  • 5. Matteo Muratori, (2009). Thermal characterization of lithium-ion battery cell. Master’s Thesis. Politecnico Di Milano.
  • 6. Panasonic datasheet, (2019). Main Page. Access address: https://www.shoptronica.com /files/ Panasonic-NCR18650.pdf (Accessed in: 06.12.2019)
  • 7. Sayın, A.A.(2011) Elektrikli Renault Fluence aracı, lityum-iyon bataryasının modellenmesi ve batarya yönetimi. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Bursa, Türkiye.
  • 8. Sayın, A.A., Yüksel, İ. (2011). Elektrikli Renault Fluence aracı, lityum-iyon bataryasının modellenmesi ve batarya yönetimi, Mühendis ve Makine, 52(616):75-82.
  • 9. Tremblay O., Dessaint L.-A., Dekkiche A.-I., (2007) A generic battery model for the dynamic simulation of hybrid electric vehicles. Vehicle Power and Propulsion Conference.
  • 10. Zhang H., Chow M.-Y., (2010) Comprehensive dynamic battery modeling for phev applications. IEEE Power and Energy Society General Meeting.

ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ

Yıl 2020, Cilt: 25 Sayı: 1, 51 - 64, 30.04.2020

Gürsel Şefkat Mert Ali Özel

https://doi.org/10.17482/uumfd.541391
Cited By: 1

Öz

Elektrikli araç sayılarının hızla arttığı günümüzde yapılan bilimsel çalışmalar da, aynı oranda bir ivme kazanmıştır. Elektrikli araç teknolojisinin yaygınlaşması için en kritik alt sistemlerden biri olan batarya paketinin doğru analiz edilmesi, sürüş performansından menzile kadar kullanıcıyı doğrudan ilgilendiren önemli performans ölçütlerine etki etmektedir. Çalışma kapsamında, elektrikli aracın batarya paketinde kullanılacak lityum iyon pil hücresinin 1. dereceden elektriksel ve termal matematik modelleri MATLAB&SIMULINK programında oluşturulmuştur. Simülasyon çıktıları, pil hücresi üzerinde yapılan deşarj (boşaltma) testleri sonucunda elde edilen değerler sonucunda yaklaşık %0.4 hata ile doğrulanmıştır. Pilin termal modeli ise ANSYS programında yapılan termal analizler ve termal kamera ile yapılan ölçümlerle yaklaşık %2 hata değeri ile doğrulanmıştır. Çalışma sonucunda doğrulanmış pil hücresinin matematik modeli, elektrikli araç modellerine kolayca uyarlanarak teorik simülasyonların ve operasyonel koşullar altında çalışacak algoritmalara uyarlanmasına olanak sağlamaktadır.

Anahtar Kelimeler

Lityum-İyon batarya matematiksel modelleme

Kaynakça

  • 1. Ansys, (2019). Main Page. Access address: https://www.ansys.com/ (Accessed in: 06.12.2019)
  • 2. Hu Y., Yurkovich S., Guezennec Y., Yurkovich B.J. (2011) Electro-thermal battery model identification for automotive applications. J. Power Sources. 449-457.
  • 3. Kılıç M., Yiğit A., (2010). Isı transferi. Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bursa, Türkiye, 489 s.
  • 4. Matlab&Simulink, (2019). Main Page. Access address: https://www.mathworks.com/ (Accessed in: 06.12.2019)
  • 5. Matteo Muratori, (2009). Thermal characterization of lithium-ion battery cell. Master’s Thesis. Politecnico Di Milano.
  • 6. Panasonic datasheet, (2019). Main Page. Access address: https://www.shoptronica.com /files/ Panasonic-NCR18650.pdf (Accessed in: 06.12.2019)
  • 7. Sayın, A.A.(2011) Elektrikli Renault Fluence aracı, lityum-iyon bataryasının modellenmesi ve batarya yönetimi. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Bursa, Türkiye.
  • 8. Sayın, A.A., Yüksel, İ. (2011). Elektrikli Renault Fluence aracı, lityum-iyon bataryasının modellenmesi ve batarya yönetimi, Mühendis ve Makine, 52(616):75-82.
  • 9. Tremblay O., Dessaint L.-A., Dekkiche A.-I., (2007) A generic battery model for the dynamic simulation of hybrid electric vehicles. Vehicle Power and Propulsion Conference.
  • 10. Zhang H., Chow M.-Y., (2010) Comprehensive dynamic battery modeling for phev applications. IEEE Power and Energy Society General Meeting.
Toplam 10 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Makine Mühendisliği
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Gürsel Şefkat

Mert Ali Özel

Yayımlanma Tarihi 30 Nisan 2020
Gönderilme Tarihi 18 Mart 2019
Kabul Tarihi 17 Şubat 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2020 Cilt: 25 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Şefkat, G., & Özel, M. A. (2020). ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(1), 51-64. https://doi.org/10.17482/uumfd.541391
AMA Şefkat G, Özel MA. ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ. UUJFE. Nisan 2020;25(1):51-64. doi:10.17482/uumfd.541391
Chicago Şefkat, Gürsel, ve Mert Ali Özel. “ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 25, sy. 1 (Nisan 2020): 51-64. https://doi.org/10.17482/uumfd.541391.
EndNote Şefkat G, Özel MA (01 Nisan 2020) ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 25 1 51–64.
IEEE G. Şefkat ve M. A. Özel, “ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ”, UUJFE, c. 25, sy. 1, ss. 51–64, 2020, doi: 10.17482/uumfd.541391.
ISNAD Şefkat, Gürsel - Özel, Mert Ali. “ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 25/1 (Nisan 2020), 51-64. https://doi.org/10.17482/uumfd.541391.
JAMA Şefkat G, Özel MA. ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ. UUJFE. 2020;25:51–64.
MLA Şefkat, Gürsel ve Mert Ali Özel. “ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 25, sy. 1, 2020, ss. 51-64, doi:10.17482/uumfd.541391.
Vancouver Şefkat G, Özel MA. ELEKTRİKLİ ARAÇLARDA KULLANILAN PİL HÜCRESİNİN ELEKTRİKSEL VE TERMAL MODELİ. UUJFE. 2020;25(1):51-64.

Cited By

Modeling of Aircraft Battery Cell
European Journal of Science and Technology
https://doi.org/10.31590/ejosat.1145830

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr