Kaynak: İstanbul Enerji

Elektrikli Araçlar (EA) & Akıllı Şebekeler (Smart-Grid) Yrd. Doç. Dr. Bülent VURAL

ELEKTRIKLI ARAÇLAR NEDEN ŞIMDI? 2 Kaynak: İstanbul Enerji

Elektrikli Araçlar (Geçmişten Günümüze EA) 1897- Morris ve Salomon'un Electrobats E.A. 1908- Henry Ford, Model T 1947-Nissan, Tama 1988 - Honda Z.E 1977 - GM E.V 3 solarenurgy.net/category/news/electric-vehicles

EA Teknolojileri (Mevcut seri üretimi yapılanlar) Reanult - FLUANCE Tesla MODEL S Ford FOCUS Mitsubishi i-miev 4 solarenurgy.net/category/news/electric-vehicles

EA Teknolojileri (Mevcut seri üretimi yapılanlar) Chevrolet VOLT Citroen C ZERO Nissan LEAF 5 solarenurgy.net/category/news/electric-vehicles

Elektrikli Araçlar ile İlgili Çalışma Alanları 1- Araç Teknolojileri 2- Batarya Teknolojileri 3- Altyapı ve Şebeke Teknolojileri 6

1- EA Teknolojileri 1- Araç gövdesi: Aerodinamizm, kullanıcı tipi, kullanılacağı coğrafik koşullar, malzeme, estetik, ağırlık vb. 2- Motor&sürücü: Talep edilen güç - araç içindeki sınırlı hacim, verim, maliyet vb. 3- Enerji Yönetimi: Enerji yönetim sistemleri (ikincil kaynaklar ile yük paylaşımı), güç dönüştürücüler, vb. 7

1- EA Teknolojileri (Elektrik motorları) - 100 den fazla farklı motor konfigürasyonu - En çok tercih edilenler: - DC motor, endüksiyon motor (induction motor, IM), - Daimi mıknatıslı senkron motor (synchronous PM, SPM), - Senkron fırçalı motor (synchronous brushed motor, SBM) 8

1- EA Teknolojileri (Elektrik motorları - Projeler) Hibrit Araç Uygulaması İçin Kuplajsız Çift Sargılı Elektrik Makinesi Tasarımı ve Denetimi 9

1- EA Teknolojileri (Elektrik motorları) MODEL Piyasaya çıkış yılı Güç (kw) Motor türü Tesla Model S 2012 215 IM Lightning GT 2012 150 PM Hyundai BlueOn 2012 61 PM Ford Focus 2011 100 IM Renault Fluence Z.E. 2011 70 SB Renault ZOE 2011 60 SB Tata Indica Vista EV 2011 55 PM Ford Tourneo Connect EV 2011 50 IM Kangoo Express Z.E 2011 44 SB Fiat Doblo 2011 43 IM Nissan Leaf 2010 80 PM Citroen C zero 2010 49 PM Mitsubishi i-miev 2009 47 PM 10

1- EA Teknolojileri (Enerji yönetimi Tamamlanan projeler) YTÜ - Elektrikli Taşıtlar için Yakıt Hücresi/Ultra- Kapasitör/Batarya Hibridizasyonunun Tasarımı ve Uygulaması. TÜBİTAK - Yakıt Hücreli ve Ultra-Kapasitörlü Hibrit Taşıtlar İçin Enerji Yönetim Sisteminin Tasarım ve Uygulaması 11 11

1- EA Teknolojileri (Enerji yönetimi- örnek uygulama) 12 12

1- EA Teknolojileri (Enerji yönetimi- örnek uygulama) 13 13

2- Batarya Teknolojileri 1- Batarya yapısı: Enerji ve güç yoğunluğu yüksek, daha verimli ve uzun ömürlü batarya üretimi. 2- Batarya yönetim sistemleri: Menzil, aracın toplam ağırlığı, şarj gücü, coğrafik şartlara göre ısıtma veya soğutma sistemleri, batarya hücreleri için dengeleyici devreler. 14

2-Batarya Teknolojileri (Lityum-iyon iyon Batarya türleri) Katot Malzemesi Enerji Yoğunluğu (Wh/kg) LiCoO 2 110-190 LiMn 2 O 4 110-130 LiFePO 4 95-120 Güç Yoğunluğu (Wh/kg) Düşük-orta (1C limit) 4 Orta-yüksek (10C sürekli, 40C anlık) 4 Orta-yüksek (35C sürekli) 4 Özellikler - En yüksek enerji yoğunluğu -1990'lardan beri taşınabilir cihazlarda en yaygın pil tipi - Düşük iç empedans - Nispeten hızlı şarja dayanıklı - Nispeten yüksek deşarj akımlarına dayanıklı - Düşük enerji yoğunluğu -Uzun ömür - Hızlı şarja dayanıklı - Yüksek deşarj akımlara dayanıklı LiNiMnCoO 2 100-160 Yüksek (5C sürekli, 30C anlık) 4 LiNiCoAlO 2 100-150 Yüksek - Yüksek enerji yoğunluğu - Hızlı şarj dayanıklıdır - Yüksek deşarj akımları dayanıklı - Yüksek enerji yoğunluğu - Yüksek hücre gerilimi 15

2-Batarya Teknolojileri (Diğer Batarya türleri) Lityum-iyon Polimer Bataryalar (Li-PB veya Li-Po): Elektrolit tipi açısından diğer Li-ion bataryalardan farklı. - Yüksek enerji yoğunluğu ve fiziksel esneklik - Yüksek maliyet Zebra Bataryalar - NaAlCl 4 - Enerji yoğunluğu: 120 W/kg - Isıtma ihtiyacı İleri Batarya Araştırmaları: - Lityum Titanat Bataryalar (LTO) - Li 4 Ti 5 O 12 - Lityum-Hava Bataryalar (Li-Air) - Lityum-Sülfür Bataryalar - LiNiO 2 16

2-Batarya Teknolojileri Bataryalarda en çok tercih edilen element? -Lityum Dünya üzerindeki lityum yatakları? -Şili -Afganistan 17

2- tarya Teknolojileri (Araçlarda kullanılan batarya türleri) MODEL Batarya türü Enerji kapasitesi Menzil Tesla Model S Li 85 483 Lightning GT Li 40 240 Hyundai BlueOn Li 16,4 140 Ford Focus Li 23 160 Renault Fluence Z.E. Li 22 161 Renault ZOE Li 22 160 Tata Indica Vista EV Li 26,5 241 Ford Tourneo Connect EV Li 21 160 Kangoo Express Z.E Li 22 170 Fiat Doblo Li 18 140 Nissan Leaf Li 24 175 Citroen C zero Li 16 130 Mitsubishi i-miev Li 16 160 18

3- Altyapı ve Şebeke Teknolojileri 1- Gelişmiş Şarj Sistemleri: Bataryanın uygun ve güvenli bir şekilde şarj edilebilmesi (araç üzerinde veya harici olarak) için güç elektroniği tabanlı devreler/sistemler. 3-Şarj Yönetimi: Ulusal enerji altyapısının limitleri ölçüsünde talebi karşılayacak ölçüde bir şar yönetimi. 2- AkıllıŞebeke: Talep edilen güç - araç içindeki sınırlı hacim, verim, maliyet vb. 19

3- Altyapı ve Şebeke Teknolojileri (Gelişmiş şarj sistemleri) Adalama sistemi devreye girer Şebeke 20

3- Altyapı ve Şebeke Teknolojileri (Şarj yönetimi-neden?) 21

3- Altyapı ve Şebeke Teknolojileri (Şarj yönetimi-neden?) İş Günleri Alışveriş Tatil Otopark Konut 1-3 Saat Acil Gereksinim 7 saatten fazla 7 gün veya daha fazla 30 dk veya 3 saat 7 saatten fazla 30 dk daha az 22

3-Altyapı ve Şebeke Teknolojileri (Akıllı şebeke) V2G 1) Elektrikli Araçtan Şebekeye Enerji Aktarma Durumu (V2G) 2) Elektrikli Araçtan Bir Konuta Enerji Aktarma GRID Durumu (V2H) OPERATOR 23

3- Altyapı ve Şebeke Teknolojileri (Akıllı ev) 24

3- Altyapı ve Şebeke Teknolojileri (Akıllı ev uygulaması) İSTKA - Enerji Verimliliğini Arttırmak Ve Karbon Emisyonunu Azaltmak Amacıyla Akıllı Şebeke Altyapısına Uygun Bir Akıllı Evin Geliştirilmesi 25

Hangisi önce gelmeli? Şarj/şebeke altyapısı mı? Elektrikli araçlar mı? 26

Çalışma alanları? - EA gövde tasarımı, - EA lar için batarya yapımı ve batarya sistemlerinin geliştirilmesi, - Elektrik motoru ve sürücü tasarımı, - Enerji/güç yönetim sistemi uygulamaları ve yardımcı kaynakların kullanımına yönelik dönüştürücü tasarımı. -Şarj yönetimi - Akıllı enerji ölçüm ve takip sistemleri (smart-meter) - Akıllı prizler (smart-plug) - Akıllı aydınlatma sistemleri - Akıllı beyaz eşyalar (akıllı şebeke altyapısına yönelik) 27

28