Batarya beslemeli üç-fazlı iki-seviyeli DC/AC dönüştürücülerde farklı modülasyon metotları ve çalışma durumları için batarya akımının incelenmesi

Abstract

Bataryalar, elektrikli ve hibrit elektrikli araçlardaki ana komponentlerden birisi olup, aynı zamanda bu araçların gelişimi için oldukça kritik bir öneme sahip olduklarından dolayı da başlıca araştırma konuları arasında yer almaktadırlar. Elektrikli ve hibrit elektrikli araçların normal çalışma modunda, önceden depoladıkları kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirip çıkışa vererek deşarj olan bataryalar, faydalı çalışma modunda ise elektrik enerjisini kimyasal enerjiye çevirip depo ederek şarj olurlar. Her iki çalışma modunda da batarya akımı saf DC olmayıp, dalgalı bir akıma sahiptir. Bu dalgalı akım, bataryada neden olduğu ek kayıplar nedeniyle bataryanın ısınmasına ve dolayısıyla ömrünün azalmasına neden olur. İdeal batarya modeli ve ideal DC bara kondansatör modeli kullanılarak yapılan simülasyonlar, batarya dalgalı akımının doğru bir şekilde gözlemlenebilmesini engellemektedir. Bu tez çalışmasında, bilinen darbe genişlik modülasyon (DGM) metotları altında, yüksek frekans batarya modeli ve yüksek frekans kondansatör modeli kullanılarak, MATLAB/Simulink ortamında batarya akımı incelemesi ve karşılaştırılması yapılmıştır. Batarya akımına dair görsel analizler ve harmonik spektrumlar, farklı çalışma durumları ve DGM metotları için verilmiştir. Batarya akımı distorsiyon oranı (IBD) tanımı yapılmış ve IBD değerinin her bir modülasyon metodu için farklı çalışma durumları altındaki değişimi incelenmiştir. Elde edilen bulgular neticesinde DGM metotları ve çalışma durumları batarya akımı açısından karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır. Yapılan bu çalışmadan elde edilen sonuçlar elektrikli ve hibrit elektrikli araç uygulamalarının yanı sıra batarya beslemeli inverter uygulamaları içinde önemlidir.