Hibrid elektrikli araçlarda aracın durumunu ve karakteristiğini belirleyen en önemli bileşenlerden biri bataryadır. Yakıt tüketimi ve araç emisyonlarının düşürülmesi için yapılan optimizasyon çalışmalarında, batarya şarjı, batarya şarj derinliği, batarya ömrü denklemlerde ilk sırada ifade edilen büyüklüklerdir. Hibrid elektrikli araçlarda kullanılacak bataryalarda;
– Yüksek enerji yoğunluğu, düşük ağırlık
– Uzun servis ömrü
– Güvenilirlik
– Geri dönüşüm kolaylığı
– Yüksek şarj kabul kapasitesi
– Düşük ısı üretimi
– [-20, +50] derece aralığında performans isteklerinin karşılanması
– Şarj kapasitesinin belirlenmesi kolaylığı
– Kendi kendine düşük deşarj
– Bakım ve hazırlama kolaylığı
gibi özellikler aranmaktadır. Batarya geri dönüşümünün zor, batarya üretiminde kullanılan malzemelerin pahalı ve batarya servis ömrünün kısa olması, hibrid elektrikli araçlarda iyi bir batarya yönetimini gerekli kılmaktadır. Batarya iç direnci, batarya şarjı miktarı (SOC – State of Charge – Batarya Şarj Miktarı) ve batarya sıcaklığına göre değişim göstermektedir. Düşük sıcaklıklarda batarya iç direnci daha yüksektir. Bu nedenle, bataryanın çalışacağı hava şartları dikkate alınmalıdır.
Hibrid elektrikli araç kontrolünde hibridleştirmenin potansiyelinden tam anlamı ile yararlanabilmek için tüm sistemlerinin en verimli oldukları bölgelerde çalıştırılmaları gerekmektedir. Bu nedenle eğer batarya ve elektrik motoru verimleri elde edilebilir ise bu cihazları en verimli oldukları bölgelerde çalıştırabilecek algoritmalar geliştirilebilir.
Batarya servis ömürlerinin henüz istenilen seviyelerde olmaması nedeniyle, batarya ömrünü uzun tutmak için hem batarya sıcaklığı hem de batarya şarj süresi, akım derinliği gibi batarya parametreleri iyi bir şekilde yönetilmelidir.
Kaynak: Ali Boyalı’nın Mayıs 2008’de İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü’ne sunduğu “Hibrid Elektrikli Yol Taşıtlarının Modellenmesi ve Kontrolü” konulu doktora tez çalışmasından derlenmiştir.