Active balancing system for large battery pack

Günümüzde elektrikli araçlara yönelik eğilim artmakta ve pil ömrünün kısalmasını önlemek için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Pil ömrünü uzatmanın bir yolu, batarya paketlerindeki dengesizliklerin üstesinden gelmektir. Üretimden ve değişen çalışma koşullarından kaynaklanan yapısal farklılıklardan oluşan dengesizlikler, mevcut enerjinin kullanımını azaltır. Bu dengesizliklerin üstesinden gelmek için pasif ve aktif dengeleme yöntemleri tercih edilmektedir. Pasif dengeleme devrelerinin yavaş dengelemesi ve enerji verimsizliği nedeniyle, aktif dengeleme devrelerine yönelik eğilim artmaktadır. Bu tezde, büyük ölçekli batarya paketleri ile donatılmış ticari bir ağır elektrikli araç için, yük transfer barası (CTS) aracılığıyla fazla enerjiyi zayıf enerjili hücrelere aktarabilen bir aktif hücre dengeleme modeli ve yeni bir aktif hücre dengeleme algoritması önerilmektedir. Aktif dengeleme sisteminin (AcBS) performansını test etmek ve değerlendirmek için, çift yönlü dc-dc dönüştürücüler ve anahtar matrisleri ile donatılmış 16 hücreden oluşan 11 modül içeren bir aktif dengeleme devresi (AcBC) MATLAB / SIMULINK ortamında simüle edilmiştir. Çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk çalışmada, ticari elektrikli araçlara uygulanabilen büyük ölçekli batarya paketleri için bir model sunulmuştur. Yük transfer barası, fazla yükü kaynak hücreden hedef hücreye aktarmak için kullanılır. Literatürdeki topolojilerin aksine, sunulan modelin harici depolama elemanına ihtiyacı yoktur çünkü yük transfer barasını tamponlamak için mevcut araç aküsü kullanılmıştır. Sunulan büyük ölçekli pil paketi modeli seri bağlı 176 hücreden oluşmaktadır. Bu nedenle, simülasyonda yirmi iki çift yönlü dc-dc dönüştürücü kullanılmalıdır çünkü her 8 hücre bir dc-dc dönüştürücü ile birleştirilir. Çift yönlü dc-dc dönüştürücülerin anahtarlama sinyallerinin kontrol edilmesi yüksek çalışma zamanı / karmaşıklık gerektirir. Bu nedenle, simülasyondaki modeli basitleştirerek dc-dc dönüştürücüler yerine akım kaynakları kullanılır. İkinci çalışmada yeni bir dengeleme algoritması önerilmiştir. Mevcut yaklaşımlarla karşılaştırıldığında, hızlı dengeleme, daha küçük voltaj dengesizliği aralığı ve çoklu şarj transferleri özelliklerine sahip algoritma, büyük ölçekli batarya paketleri için uygundur. Önerilen algoritmayı mevcut algoritma ile karşılaştırarak, sunulan algoritmanın büyük ölçekli pil paketleri için daha iyi sonuçlar verdiği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Aktif dengeleme, büyük batarya paketi, ağır elektrikli araç.