Enerjiye duyulan ihtiyacın artması ve küresel ısınmanın getirdiği sorunlarla birlikte, içten yanmalı motorlu araçlara göre daha çevreci ve verimli olan elektrikli araçlardaki gelişmeler önem kazanmıştır. Bu çalışmada, elektrikli araçlarda kullanılan bataryalar ve bataryalarda kullanılan termal sistemlerin seçimini etkileyen koşullar (pil çeşitleri, ortam koşulları) incelenecektir. Birçok batarya çeşidi içerisinden, hafifliği, yüksek özgül gücü, enerji yoğunluğu, yüksek çevrim ömrü ve kendi kendine deşarj miktarlarının az olması gibi güçlü nedenlerle Lityum İyon (Li-Ion) bataryalar ön plana çıkmaktadır [1]. Bataryalar, kullanıldığı sistemlerdeki ısıl davranışları sebebiyle çeşitli güvenlik sorunları meydana getirebilmektedir. 0°C‘nin altında şiddetli güç kaybı ve aşırı yüksek sıcaklıklarda pillerin yapısında bozulmalar gerçekleşmektedir. Bu tip durumlar bataryanın çalışma performansını, kapasitesini ve ömrünü etkileyebilir hatta patlamalara ve yangınlara neden olabilir. Bu olay “Isıl Sürüklenme” olarak adlandırılır [2]. Bu nedenle iyi tasarlanmış bir termal yönetim sistemi; bataryanın ömrünü, çalışmasını ve güvenliğini kontrol altına alır. Li-Ion piller 0°C altında şarj edilemezler ve optimum çalışma sıcaklıkları 15°C ile 40°C arası olarak önerilir [3]. Bu değerlerin sağlanabilmesi için temelde dört çeşit soğutma sistemi kullanılır. Bunlar; hava soğutmalı ve ısıtmalı sistem, akışkan soğutmalı ve ısıtmalı sistem, ısı pompalı soğutma sistemi ve evaporatif soğutma sistemidir. Pilin gücüne, motor tipine, ortama ve en büyük etkenlerden biri olan maliyetine göre kullanılacak termal sistem değişkenlik gösterebilir. Elektrikli araçlarda, hava soğutmalı ve ısıtmalı ile akışkan soğutmalı ve ısıtmalı sistemler en çok tercih edilen termal sistemlerdir. Düşük ısıl yüke sahip (48V) hibrit araçlarda hava soğutmalı termal sistem kullanılabilirken hibrit olmayan yüksek ısıl yüke sahip (400V) elektrikli araçlarda akışkan soğutmalı termal sistem kullanılması önerilir [4]. ORCID NO: 0009-0005-9174-3890
Anahtar Kelimeler: LİTYUM İYON, ELEKTRİKLİ ARAÇLAR, BTYS, BATARYA
|