Elektrikli araçlarda yerleşik şarj cihazı sistemlerinin simülasyon ortamında analizi

Son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte ülkemizde ve dünyada elektrikli araç üretiminin ve kullanımının hızla arttığı görülmektedir. Fosil yakıt kaynaklarının sınırlı olması, doğaya zarar vermesi ve kullanıcı için maliyetinin yüksek olması gibi etkenler elektrikli araçlara olan ilginin artmasına yol açmıştır. Artan ilgi ile birlikte elektrikli araç teknolojisinde kritik öneme sahip menzil, batarya ömrü ve şarj süresi gibi problemler zamanla çözülmeye başlanmıştır. Bu problemlerin çözülmesi, diğer araç üreticilerinin de elektrikli araç teknolojisi üzerine çalışma yapmasının yolunu açmıştır. Bu kapsamda elektrikli araç bataryaları, yerleşik şarj cihazları, hızlı şarj teknolojisi ve otonom araç teknolojisi gibi konular üzerinde birçok çalışma yapılmış ve iyi seviyede ilerleme kaydedilmiştir. Bu tez çalışmasında, elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan yerleşik şarj cihazı topolojilerinden üç tanesi seçilerek simülasyon ortamında analiz edilmiş olup alınan çıktılar ışığında topolojilerin verimlilikleri, güvenilirlik durumları, maliyetleri ve kontrol algoritmaları karşılaştırılmıştır. İlerleyen yıllarda elektrikli araç kullanımının daha fazla artacağı düşünüldüğünde, şebekelerden araçlara enerji aktarımı sırasında kayıp olarak ortaya çıkan enerji miktarının, yüksek seviyelere çıkacağı söylenebilir. Bu kapsamda yerleşik şarj cihazı için seçilecek güç elektroniği topolojilerinin öncelikli olarak verim esaslı karşılaştırılması uygundur. Topoloji seçiminde karşılaştırma konusu olacak diğer önemli etkenler ise sistem güvenilirliği, maliyet ve kontrol algoritmalarıdır. Sistem güvenilirliği, topoloji kaynaklı meydana gelebilecek arızalardan aracın diğer bileşenlerinin etkilenmemesi veya az etkilenmesi yönünden oldukça önem arz etmektedir. Öte yandan düşük maliyet ve kolay kontrol edilebilirliği bakımından topolojilerin kontrol algoritmalarının mümkün olduğunca basit yapıda olması beklenmektedir. Son olarak, elektrikli araçların ticari birer ürün olduğu düşünüldüğünde, yerleşik şarj cihazlarında kullanılacak güç elektroniği topolojilerinin, diğer tüm ticari ürünler gibi uygun maliyetli olması gerekmektedir. Tez çalışmasında, incelenen tasarımlar ve alınan sonuçlar doğrultusunda, topolojiler bu dört ana başlık altında karşılaştırılmıştır.