Bir çok fazlı çok girişli dönüştürücü ile yakıt hücresi – batarya - ultrakapasitör hibrit sisteminin geliştirilmesi ve yönetilmesi

Artan çevresel kaygılar, değişken petrol fiyatları ve batarya teknolojisindeki gelişmeler, elektrikli araçlar (EV'ler) üzerindeki çalışmaları hızlandırmaktadır. Ayrıca çevre dostu ve uygun maliyetli enerji üretimi, EA araştırmalarına büyük katkı sağlamaktadır. Ne yazık ki, bataryalar, düşük güç yoğunlukları nedeniyle henüz EA'lerın dinamik profillerini tam anlamı ile cevap verememektedir. Ek olarak, sınırlı enerji yoğunluklarından dolayı tam şarjda EA'ların menzili sınırlı olmaktadır. Bataryaların uzun şarj süreleri ise başka bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Yukarıda bahsedilen sorunların üstesinden gelmek için, literatürde EA'larda hibrit güç sistemi (HGS) yapılarının kullanımı önerilmiştir. Örneğin, batarya/ultra-kapasitör (UK) HGS, yüksek güç/enerji yoğunluğuna ve daha uzun batarya ömrüne sahip sistemlerin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır. Ayrıca, bir yakıt hücresi (YH) sisteminin dahil edilmesi aracılığıyla, seyahat menzili çevre dostu ve ekonomik bir şekilde genişletilebilir. HGS sınıfları başlıca şunlardır: pasif ve aktif. Pasif HGS yapılarında güç elektroniği dönüştürücüsü yoktur; dolayısıyla bu sistemler basit, ekonomik ve verimlidir; ancak kaynak enerjilerini tam olarak kontrol edemezler. Tersine, aktif HGS yapılarında, gücü işlemek için tek girişli dönüştürücüler (TGD'ler) ve çok girişli dönüştürücüler (ÇGD'ler) olarak sınıflandırılabilen güç elektroniği yapıları kullanılır. Yüksek maliyet, karmaşık tasarım ve kontrol güçlüklerinin beklendiği çoklu dönüştürücü yaklaşımında her giriş için ayrı TGD'ler kullanılır. Alternatif olarak, ÇGD'lere sahip HGS yapıları kompakt tasarım, düşük bileşen sayısı ve yüksek enerji yoğunluğu gibi birçok avantaj sunar. Ek olarak, ÇGD'ler tek fazlı veya çok fazlı olarak tasarlanabilir. Çok fazlı ÇGD'lerde (ÇFÇGD'ler) gücü ideal olarak eşit olarak bölen paralel bacaklar, artan karmaşıklığa ve maliyete rağmen filtre gereksinimleri, indüktör boyutları, elektromanyetik girişim ve termal yönetim açısından birçok avantaja sahip verimli HGS yapıları oluşturmaya yardımcı olur. Bu tez, bir ÇFÇGD olan tek bir dc-dc dönüştürücü ile bir YH/batarya/UK HGS geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu HGS'ndeki kaynak enerjileri, sürdürülebilir bir operasyon sağlamak için bulanık mantık tabanlı bir enerji yönetimi stratejisi (EYS) tarafından kontrol edilmektedir. Bu tezde, geliştirilen EYS ile birlikte önerilen HPS önce analiz edilmiş, daha sonra bir simülasyon çalışması ile test edilmiştir.