Hafif elektrikli araçlarda kablosuz şarj sistemleri için ekranlama tasarımı ve optimizasyonu

Otomotiv endüstrisine odaklanan elektrikli araç (EA) teknolojileri hızlı bir ilerleme içerisindedir. Bunlardan biri de şarj teknolojileridir. EA'ların şarj teknolojilerini temaslı ve temassız olarak iki alt başlıkta toplayabiliriz. Temassız şarj sistemleri genellikle elektrik alan (kapasitif) veya manyetik alan (endüktif) prensiplerine dayalı yöntemlerle çalışır. Bu yöntemle belirli bir mesafeden (100-300 mm) %80'in üzerinde verimle EA'ların akü şarj gereksinimlerine uygun temassız güç aktarımı yaparlar. İndüktif güç aktarımı (İGA), diğer yöntemlere kıyasla daha düşük frekanslarda (20-250 Khz) gerçekleştirilebilir. Bu nedenle günümüzde araştırmacılar ve ticari üreticiler tarafından en çok tercih edilen güç aktarım yöntemidir. Ancak bu yöntemde güç aktarımı sırasında oluşan elektromanyetik saçılımlar canlılar için tehlikeli olabilir. ICNIRP standartlarına göre 0,8-150 Khz çalışma frekansında insan vücudunun maruz kaldığı manyetik akı miktarının 27,30 µT'yi aşmaması gerekir. Bunun için de İGA sisteminde aktif ve/veya pasif ekranlama yöntemi yapılmalıdır. Bu çalışma kapsamında, bir İGA sisteminin araç şasesine monte edilen sekonder taraf için ekranlama yöntemlerinin etkinliği ve alüminyum ekranlama ile birlikte ferit nüve kullanımı incelenmiştir. Aynı güç aktarım performansında; bisiklet şasesinde oluşabilecek demir kayıplarını azaltan ve ICNIRP standartlarına uygun ekranlama tasarımında etkili parametrelerin tespiti Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile yapılmıştır. Taguchi L9 ortogonal dizisi ile tasarımda ki parametreler optimize edilmiştir. Anahtar sözcükler: Aktif ve pasif ekranlama, İndüktif güç aktarımı, Taguchi optimizasyon yöntemi, Temassız şarj sistemleri