PI, SVPWM zamanlayıcı ve farklı lyapunov algoritmaları kullanılarak batarya şarj süreleri ve kararlılıkların kıyaslanması

Lityum iyon pillerinin kullanım alanı büyük bir hızla artmaktadır. Bunun yanı sıra gelişen teknoloji ile daha yüksek kapasitede, daha hızlı şarj sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Tarihsel süreç boyunca yeni gelişen sistemlere, daha önceden başka sistemler üzerinde başarılan kontrol yöntemleri uyarlanmıştır. Buradan yola çıkarak daha önce batarya şarj sistemlerinde zaten başarılı olan PI algoritmasına yeni bir zamanlayıcı eklendi. Bu zamanlayıcı, elektrikli motor sürücü devrelerinde oldukça popüler olan SVPWM tekniği yardımıyla bataryaya uyarlanmıştır. Lyapunov'un farklı kararlılık teorileriyle sistemin davranışları kıyaslanmıştır. Batarya yönetim sisteminin bir konusu ise bataryanın nasıl şarj edileceğidir. Eski şarj devreleri daha çok elektronik tabanlı olup daha az yazılıma sahiptir ancak günümüzde devre elemanları üzerindeki kayıpları azaltmak ve daha küçük şarj devreleri elde etmek amacıyla matematiksel kontrol algoritmaları kullanılarak daha sağlıklı bir hızlı şarj yöntemi isteği vardır. Bu çalışmada daha önceden şarj devreleri için kullanılmış çift yönlü dönüştürücü devresi ve PI algoritmasına ek olarak motor sürücü devreleri ile batarya şarj devrelerindeki benzerlikten yararlanarak SVPWM tekniği yüksek güç aktarımı için şarj devresinde kullanılmıştır. Ayrıca bu teknik, batarya doluma yaklaştıkça batarya üzerindeki zorlamaları optimize edebilmek için akımı zamanla azaltmaktadır. Daha sonra Lyapunov kararlılık algoritmaları sisteme eklenip kararlılık durumları birbirleriyle kıyaslanmıştır. Bu kıyaslar zamana karşı akım, voltaj, SoC ve sıcaklık grafikleri ile ele alınmıştır. Kontrol algoritmalarının akım ve voltajdaki dalgalanmalarını azaltarak sistemi daha kararlı hale getirdiği simülasyon üzerinde gösterilmiştir. Şarj edilen bataryanın önerilen akım ve gerilim miktarına en erken sürede ulaşan, en az dalgalanmaya ve en az ısınmaya neden olan topoloji daha başarılı bir yöntem olacaktır. Pil parametreleri bilindiği zaman SoH hakkında yorum yapmak mümkündür. Yeni yöntemler eklendiğinde batarya iç direnci değişim hızı daha yavaş olmasıyla daha sağlıklıdır. Sağlık yorumu sadece Kalman filtresiyle değil, kontrol algoritmalarının önemli parametreleri kullanılarak da değerlendirilmiştir. Sitem kararlılığı; oturma süresi, aşma miktarı gibi temel ve önemli kontrol parametreleri kullanılarak incelenmiştir. Bu çalışmanın nasıl geliştirilebileceğine dair yorumlar yapılmıştır.