Kalman Filtresi Parametre Değişimlerinin Batarya SoC Tahmini Üzerine Etkileri

Abstract

Küresel ısınma ve iklim değişkenliğinin başat aktörlerinden birisi fosil yakıtların tüketilmesidir. Özellikle ulaşım endüstrisi yüksek miktarda petrol ürün gereksinimlerinden dolayı bu duruma önemli ölçüde sebep olmaktadır. Bu noktada elektrikli araçlar bir alternatif olarak düşünülmektedir. Gelişen batarya teknolojisi, özellikle de Lityum iyon (Li-ion) bataryaların geliştirilmesi ile fosil yakıtlı araçlardan elektrikli araçlara geçiş mümkün olabilmektedir. Li-ion bataryaların yüksek enerji yoğunluğu, düşükboşta deşarj etkinliği, hafıza etkisinin olmaması, hızlı şarja imkan vermeleri, uzun çevrim ömrü gibi özellikleri sayesinde elektrikli araç teknolojisinde tercih sebebi olmaktadır. Bu avantajlarının yanı sıra elektrikli araç endüstrisinde bu türde bataryaların kullanılmasıyla ortaya çıkan bazı problemlerde bulunmaktadır. Bunların en başında kalan enerji miktarını gösteren şarj durum gösterge (SoC) değerinin bulunmasıdır. Bu değerin doğru bir şekilde elde edilmesi hem batarya yönetim sistemi (BMS) için önemli bir koşul hem de kullanıcının sürüş konforu açısından vazgeçilmez bir unsurdur. SoC değerinin doğru bir şekilde elde edilmesi için kimyasal, analitik, algoritmik birçok yöntem kullanılmaktadır. Kalman filtresi tabanlı yöntemler ise SoC değeri hesabında akla gelen ilk metotlardandır. Yinelemeli yapıları sayesinde SoC değerinin gerçek değere yakın bir şekilde tahmini mümkün olmaktadır. Ancak bu filtrelerde gürültü değerlerinin SoC değişimi üzerine etkileri olabilmektedir. Bu çalışmada bu türde bir etkinin nasıl olacağı irdelenmiştir. Gürültü değerinin pozitif veya negatif yönde belirli aralıklarda değişimi için SoC ve terminal gerilim değerlerinin değişimi ele alınarak sonuçlar Turnigy Graphene 5Ah bataryası için değerlendirilmiştir.