STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ ...STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ...

STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ

DOKTORA TEZ Tevhit Cem KAYPMAZ

Anabilim Dalı : Elektrik Mühendislii

Programı : Elektrik Mühendislii

L-YON POLMER PL KARAKTERSTKLERNN ANALZ VE ARIZA TANISI

HAZRAN 2009

STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ


DOKTORA TEZ Y. Müh. Tevhit Cem KAYPMAZ

(504022005)

HAZRAN 2009

Tezin Enstitüye Verildii Tarih : 29 Aralık 2008

Tezin Savunulduu Tarih : 17 Haziran 2009

Tez Danımanı: Prof.Dr. R. Nejat TUNCAY (.T.Ü.)

Dier Jüri Üyeleri: Prof.Dr. Oruç BLGÇ (Y.T.Ü.)

Prof.Dr. Esma SEZER (.T.Ü.)

Doç.Dr. Tarık DURU (Kocaeli Ü.)

Yrd.Doç.Dr. Serhat KZOLU (.T.Ü.)

iii

ÖNSÖZ

Doktora çalımam boyunca;

Benim için karanlıktaki ıık olan deerli bilim insanı, kendi evladımın meziyetlerini taımasını gönülden arzuladıım danıman hocam Prof. Dr. Sayın R. Nejat TUNCAY’a,

Meyve aacının dibine düer misali, yıllar sonra ne aamalar ve zorluklardan geçerek bir yandan kendi çalımalarını, bir yandan sevgili Aabeyim ve beni yetitirme çabalarının büyüklüünü yeni yeni anladıım, canım annem ve babam Prof. Dr. Sayın Aye KAYPMAZ ve Prof. Dr. Sayın Adnan KAYPMAZ’a,

Birlikte vakit geçirmeye doyamadıım, hayatımın en zorlu dönemlerinde desteini benden eksik etmeyen hayat arkadaım, benliimin yarısı, güzel eim Sayın Zehra KIVANÇ KAYPMAZ’a,

Her zaman yanımda olduu hisettiim, benim inancımın kırıldıı yerlerde, ei benzeri zor bulunur bir motivasyon ve bütünlük ile beni yüreklendiren canım annem ve babam Sayın Sabahat KIVANÇ ve Sayın Kamil KIVANÇ’a,

Karılatıım teknik zorlukları, büyük bir özveri ile amama yardımcı olan ve desteklerini eksik etmeyen, “Hayatta en gerçek yol gösterici bilimdir” inancı ile bilim savaında birlikte mücadele verdiimiz silah arkadalarım, Batarya Teknolojileri Grubu’na,

Can’dan teekkürlerimi saygılarıma arz ederim.

Aralık 2008 Tevhit Cem KAYPMAZ

Elektrik Yüksek Mühendisi

v

ÇNDEKLER

Sayfa

ÖNSÖZ.......................................................................................................................iii ÇNDEKLER .......................................................................................................... v ÖZET.......................................................................................................................xvii SUMMARY ............................................................................................................. xix 1 . GR ..................................................................................................................... 1

1.1 Çalımanın Amacı ve Kapsamı........................................................................ 1 1.2 Problemin Tanımlanması ................................................................................. 4 1.3 Yaklaım Yöntemi ........................................................................................... 5 1.4 Tez Düzeni ....................................................................................................... 6 1.5 Özgün Katkı ..................................................................................................... 6

2 . BATARYALAR .................................................................................................... 7 2.1 Batarya Sistemleri ............................................................................................ 7 2.2 Genel ifadeler ................................................................................................... 8 2.3 Li-iyon ve Li-iyon Polimer Bataryalar........................................................... 10

2.3.1 Li-iyon bataryalar..................................................................................... 10 2.3.2 Li-iyon polimer bataryalar ....................................................................... 11

2.4 Batarya Yönetim Sistemleri ........................................................................... 13 2.5 Li-iyon Bataryaların arj Edilmesi ................................................................ 14 2.6 Li-iyon Bataryaların Dearj Edilmesi ............................................................ 15 2.7 Durum Belirleme............................................................................................ 16

3 . HÜCRE MODELLER ...................................................................................... 23 3.1 Elektrokimyasal Modeller.............................................................................. 23 3.2 Birletirilmi Hücre Modeli ........................................................................... 25 3.3 EES Deneysel Yöntemi ile Model Karakteristiklerinin Çıkartılması ............ 25 3.4 EES ile Elde Edilen Bölgelerin Tanımlanması .............................................. 26 3.5 EES ile Randles Edeer Devresi Parametrelerinin Elde Edilmesi ............... 27

4 . DENEYSEL ÇALIMA ..................................................................................... 31 4.1 Deney Altyapısı.............................................................................................. 31 4.2 Deneylerde kullanılan Li- iyon Polimer Hücreler.......................................... 33 4.3 Hücre artlandırma Prosedürü ....................................................................... 36 4.4 Çevrim Testleri (ÇT)...................................................................................... 38

4.4.1 ÇT için test prosedürü .............................................................................. 38 4.5 Aırı Dearj Testleri (ADT) ........................................................................... 39

4.5.1 ADT için test prosedürü ........................................................................... 39 4.6 Aırı arj Testleri (AT)................................................................................ 42

4.6.1 AT için test prosedürü............................................................................ 42 4.7 Deneysel Bulgular.......................................................................................... 45

4.7.1 Çevrim testleri sonuçları .......................................................................... 46 4.7.2 Aırı dearj testleri sonuçları.................................................................... 47 4.7.3 Aırı arj testleri sonuçları ....................................................................... 48

4.8 Edeer Devre Parametrelerinin Deiim Fonksiyonları............................... 52 4.8.1 Hücre çevrim testleri ile parametrelerin deiim fonksiyonları............... 52

vi

4.8.2 Aırı dearj testleri ile parametrelerin deiim fonksiyonları .................. 53 4.8.3 Aırı arj testleri ile parametrelerin deiim fonksiyonları ...................... 54

5 . ARIZA TANI ALGORTMASI......................................................................... 57 5.1 Bulanık mantık ............................................................................................... 57 5.2 Üyelik Fonksiyonları...................................................................................... 58 5.3 Arıza Tanı Algoritması MATLAB/Simulink Modeli .................................... 59

6 . SONUÇLAR VE ÖNERLER............................................................................ 65 KAYNAKLAR.......................................................................................................... 67 EKLER...................................................................................................................... 71

vii

KISALTMALAR

BYS : Batarya Yönetim Sistemi

NiMH : Nikel Metal Hidrür

NiCd : Nikel Kadmiyum

Li-iyon : Lityum yon

EES : Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi

VRLA : Valf Regüleli Kurun Asit

D : arj Durumu

SD : Salamlık Durumu

D : levsellik Durumu

EMF : Elektromotor Kuvveti

AD : Aırı Dearj

ADT : Aırı Dearj Testleri

AT : Aırı arj Testleri

ÇT : Çevrim Testleri

HÇ : Hücre Çevrimi

C : arj oranı

KEG : Katı Elektrolit Geçii

SA : Sabit Akım

SG : Sabit Gerilim

BK : Bulanık Küme

ÜF : Üyelik Fonksiyonu

ÜD :Üyelik Derecesi

NB : Negatif Büyük

NO : Negatif Orta

SS : Sıfır

PO : Pozitif Orta

PB : Pozitif Büyük

ix

ÇZELGE LSTES

Sayfa

Çizelge 2.1 : kincil bataryaların temel karakteristikleri. .......................................... 10 Çizelge 2.2 : 3.3 Ah lik bir Li-iyon polimer hücreler için dearj koulları. .............. 15 Çizelge 4.1 : KOKAM SLPB 526495 Li-iyon polimer hücre teknik çizelgesi. ........ 34 Çizelge 4.2 : Devrelere göre dahil olan devre elemanları. ........................................ 46 Çizelge 4.3 : Testler sonucu elde edilen ortalama parametrik deiimleri................ 49 Çizelge 4.4 : 222 ve 295 numaralı hücreler için Hücre Çevrim Testleri öncesi ve

sonrası test sonuçları ............................................................................. 50 Çizelge 4.5 : 185, 186, 189 ve 190 numaralı hücreler için 6 Aırı Dearj Testi öncesi

ve sonrası test sonuçları ........................................................................ 50 Çizelge 4.6 : 74, 76, 77 ve 78 numaralı hücreler için 12 Aırı Dearj Testi öncesi ve

sonrası test sonuçları ............................................................................. 50 Çizelge 4.7 : 179, 469, 209 ve 210 numaralı hücreler için 1 saat Aırı arj Testi

öncesi ve sonrası test sonuçları ............................................................ 51 Çizelge 4.8 : 179, 469, 209 ve 210 numaralı hücreler için 2 saat Aırı arj Testi

öncesi ve sonrası test sonuçları ............................................................ 51 Çizelge 4.9 : 231, 232, 238 ve 239 numaralı hücreler için 3 saat Aırı arj Testi

öncesi ve sonrası test sonuçları ............................................................ 51 Çizelge A.1 : 222 ve 295 numaralı hücreler için Hücre Çevrim Testleri öncesi ve

sonrası test sonuçları ............................................................................. 73 Çizelge A.2 : 185, 186, 189 ve 190 numaralı hücreler için 6 Aırı Dearj Testi öncesi

ve sonrası test sonuçları ........................................................................ 75 Çizelge A.3 : 74, 76, 77 ve 78 numaralı hücreler için 12 Aırı Dearj Testi öncesi ve

sonrası test sonuçları ............................................................................. 77 Çizelge A.4 : 179, 469, 209 ve 210 numaralı hücreler için 1 saat Aırı arj Testi

öncesi ve sonrası test sonuçları ............................................................ 79 Çizelge A.5 : 179, 469, 209 ve 210 numaralı hücreler için 2 saat Aırı arj Testi

öncesi ve sonrası test sonuçları ............................................................. 81 Çizelge A.6 : 231, 232, 238 ve 239 numaralı hücreler için 3 saat Aırı arj Testi

öncesi ve sonrası test sonuçları ............................................................. 83

xi

EKL LSTES

Sayfa

ekil 2.1 : Lityum hücre çalıma prensibi. ................................................................ 12 ekil 2.2 : SA/SG arj rejiminde batarya gerilimi (V) ve akımı (I) deiimi. ........... 14 ekil 2.3 : Li-iyon polimer bir hücrenin dearjı ve kritik deerleri........................... 16 ekil 2.4 : Batarya durum deerlendirmesi. .............................................................. 18 ekil 2.5 : Batarya durumu ve durum deikenleri ile ilikileri. ............................... 19 ekil 3.1 : Batarya hücresi empedans modeli............................................................ 24 ekil 3.2 : Birletirilmi hücre modeli. ...................................................................... 25 ekil 3.3 : Elektrokimyasal süreçlerin EES de daılımı............................................ 27 ekil 3.4 : yonik iletim. ............................................................................................ 27 ekil 3.5 : Kinetik ve kütle transeri kontrol bölgeleri. .............................................. 28 ekil 3.6 : Klasik (Randles) edeer devre empedans modeli................................... 28 ekil 3.7 : Nyquist diyagramı ile parametrik analiz. ................................................. 29 ekil 4.1 : Batarya test sistemi................................................................................... 32 ekil 4.2 : Potansiyostat/galvanostat ve güc kaynaı. ............................................... 32 ekil 4.3 : Test düzenei balantı eması.................................................................. 33 ekil 4.4 : Testlerde kullanılan Li-iyon polimer hücrelerden ikisi. ........................... 35 ekil 4.5 : SA-SG arj prosedürü............................................................................... 35 ekil 4.6 : SA-SG arj ilemi için akım gerilim erileri............................................ 36 ekil 4.7 : Hücre artlandırma prosedürü. ................................................................. 37 ekil 4.8 : artlandırmanın oluturduu akım ve gerilim grafikleri. ......................... 37 ekil 4.9 : Çevrim için test prosedürü. ...................................................................... 38 ekil 4.10 : Çevrimin hücreler üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafikleri...... 39 ekil 4.11 : ADT test prosedürü. ............................................................................... 40 ekil 4.12 : 6 ADT nin hücreler üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafikleri. .. 40 ekil 4.13 : 12 ADT test prosedürü. .......................................................................... 41 ekil 4.14 : 12 ADT nin hücreler üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafikleri. 41 ekil 4.15 : 1h 01C aırı arj prosedürü..................................................................... 42 ekil 4.16 : 1h01C AT nin hücre akım ve gerilim grafikleri................................... 43 ekil 4.17 : 2h 01C aırı arj prosedürü..................................................................... 43 ekil 4.18 : 2h01C AT nin hücre akım ve gerilim grafikleri................................... 44 ekil 4.19 : 3h 01C aırı arj prosedürü..................................................................... 44 ekil 4.20 : 3h 01C AT test prosedürünün hücrel akım ve gerilim grafikleri. ........ 45 ekil 4.21 : Arıza tanısı için önerilen devre modeli. ................................................. 45 ekil 4.22 : Anma deerlerde hücre çevriminin hücre edeer devresine etkisi. ...... 46 ekil 4.23 : Aırı dearjın hücre edeer devresine etkisi. ........................................ 47 ekil 4.24 : Hücre testleri ve aırı dearj testleri için örnek Nyquist diyagramı. ...... 47 ekil 4.25 : Aırı arjın hücre edeer devresine etkisi. ............................................ 48 ekil 4.26 : Aırı arj testleri için örnek Nyquist diyagramı. .................................... 48 ekil 4.27 : Arıza durumlarına göre Nyquist erileri. ............................................... 49 ekil 4.28 : Hücre Çevrim Testleri neticesinde elde edilen parametrik deiiklikler52 ekil 4.29 : Aırı Dearj Testleri neticesinde elde edilen parametrik deiiklikler... 53

xii

ekil 4.30 : Aırı arj Testleri neticesinde elde edilen parametrik deiiklikler....... 54 ekil 5.1 : Geleneksel Mantık.................................................................................... 58 ekil 5.2 : Bulanık Mantık. ........................................................................................ 58 ekil 5.3 : BK, ÜF ve ÜD kavramlarının birbirleri ile ilikisi................................... 59 ekil 5.4 : Bulanık Mantık Durum Deerlendirme Algoritması Simulink modeli.... 60 ekil 5.5 : R0 parametresi deiimi üyelik fonksiyonları.......................................... 60 ekil 5.6 : R1 parametresi deiimi üyelik fonksiyonları.......................................... 61 ekil 5.7 : C1 parametresi deiimi üyelik fonksiyonları.......................................... 61 ekil 5.8 : Durum belirleme algoritmasına ait kurallar. ............................................ 62 ekil 5.9 : Durum üyelik fonksiyonları. .................................................................... 62 ekil 5.10 : Örnek bir durum deerlendirmesi. ......................................................... 63 ekil 5.11 : Örnek durum deer bulma algoritması grafiksel gösterimi.................... 63 ekil A.1 : 222 nolu hücre çevrim öncesi Nyquist diyagramı. .................................. 85 ekil A.2 : 222 nolu hücre 20 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. ............................ 85 ekil A.3 : 222 nolu hücre 40 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. ............................ 86 ekil A.4 : 222 nolu hücre 60 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. ............................ 86 ekil A.5 : 222 nolu hücre 80 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. ............................ 87 ekil A.6 : 295 nolu hücre çevrim öncesi Nyquist diyagramı. .................................. 87 ekil A.7 : 295 nolu hücre 20 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. ............................ 88 ekil A.8 : 295 nolu hücre 40 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. ............................ 88 ekil A.9 : 295 nolu hücre 60 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. ............................ 89 ekil A.10 : 295 nolu hücre 80 çevrim sonrası Nyquist diyagramı. .......................... 89 ekil A.11 : 185 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı......................... 90 ekil A.12 : 185 nolu hücre 6 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 90 ekil A.13 : 186 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı......................... 91 ekil A.14 : 186 nolu hücre 6 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 91 ekil A.15 : 189 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı......................... 92 ekil A.16 : 189 nolu hücre 6 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 92 ekil A.17 : 190 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı......................... 93 ekil A.18 : 190 nolu hücre 6 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 93 ekil A.19 : 74 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı........................... 94 ekil A.20 : 74 nolu hücre 12 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 94 ekil A.21 : 76 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı........................... 95 ekil A.22 : 76 nolu hücre 12 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 95 ekil A.23 : 77 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı........................... 96 ekil A.24 : 77 nolu hücre 12 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 96 ekil A.25 : 78 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı........................... 97 ekil A.26 : 78 nolu hücre 12 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı..................... 97 ekil A.27 : 179 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı............................. 98 ekil A.28 : 179 nolu hücre 1 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. ................ 98 ekil A.29 : 179 nolu hücre 2 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. ................ 99 ekil A.30 : 469 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı............................. 99 ekil A.31 : 469 nolu hücre 1 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 100 ekil A.32 : 469 nolu hücre 2 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 100 ekil A.33 : 209 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı........................... 101 ekil A.34 : 209 nolu hücre 1 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 101 ekil A.35 : 209 nolu hücre 1 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 102 ekil A.36 : 210 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı........................... 102 ekil A.37 : 210 nolu hücre 1 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 103 ekil A.38 : 210 nolu hücre 2 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 103

xiii

ekil A.39 : 231 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı. ......................... 104 ekil A.40 : 231 nolu hücre 3 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 104 ekil A.41 : 232 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı. ......................... 105 ekil A.42 : 232 nolu hücre 3 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 105 ekil A.43 : 238 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı. ......................... 106 ekil A.44 : 238 nolu hücre 3 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 106 ekil A.45 : 239 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı. ......................... 107 ekil A.46 : 239 nolu hücre 3 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı. .............. 107

xv

SEMBOL LSTES

Li : Lityum

V : Çalıma gerilimi

U : Test uç gerilimi

I : Test akımı

Co : Kobalt

O : Oksijen

Pb : Kurun

Ni : Nikel

Ro : Elektrolit direnci

Rct : Polarizasyon direnci

Cdl : Çift tabaka kapasitesi

Ros : Seri elektrolit direnci

Rcts : Seri polarizasyon direnci

Rctp : Paralel polarizasyon direnci

Cdls : Seri çift tabaka kapasitesi

Cdlp : Paralel çift tabaka kapasitesi

Zw : Warburg empedansı

: Warburg eimi

: ohm

: aısal hız

D : difüzyon

A : elektrot yüzey alanı

e- : elektron

°C : Celcius

d : fark

xvii


ÖZET

Bu çalımada, elektrokimyasal empedans spektroskopi yöntemi ile li-iyon polimer pillerin hücre kinetik parametreleri elde edilmi ve hücrelerin zorlanmı dolma ve boalma durumlarında bu parametrelerin deiimi kuramsal olarak incelenmitir. Li-iyon polimer pillerde oluabilecek yanlı doldurma ve boaltma ilemleri sebebi ile meydana gelen geri döndürülemez etkilerin klasik hücre modelleri tarafından tam olarak yansıtılamadıı görülmütür. Bu nedenle çalımada hücre edeer devre modeli arıza durumularına göre gelitirilmi ve sınıflandırılmı, yeni gelitirilmi hücre edeer devresi modeli ile pil salamlık durumunun daha iyi yansıtılacaı önerilmitir. Normal dolma ve boalma durumlarında yapılan deneysel çalıma ile klasik pil modelinin salamlık durumunun deerlendirmesi için yeterli olduu ve klasik modelin salıklı bir biçimde durumu yansıttıı görülmütür.

Deneysel çalımalar ile, çeitli arıza durumlarını meydana getirerek inceleme gerçekletirilebilmesi için bir dizi hücre testi planlanmıtır. Bu hücre testlerinin gerçekletirilmesindeki amaç, bir hücrenin normal çalıma, aırı dearj ve aırı arj koullarına göre parametrik deiimlerinin incelenmesidir. Aırı dolma ve boalma durumlarının ve etkilerinin incelendii bu deneysel çalımalar neticesinde klasik modelin durum deerlendirme için yetersiz kaldıı ispat edilmi ve bu çalımada önerilen modelin arıza durumlarını daha gerçekçi biçimde yansıttıı görülmütür.

Li-iyon polimer pillerin yanlı doldurma ve boaltılması sırasında oluacak zorlamalar sınıflındırılmı ve bunların meydana getirecei edeer devre parametrelerindeki deiikliklerin mevcut modellerde tam olarak yansıtılamadıı görülmütür. Bu çalımada edeer devreye seri olarak yeni bir direncin, paralel kolda bulunan kapasiteye ek olarak, seri ve paralel kapasitelerin yine paralel kolda bulunan dirence ilave seri ve paralel dirençlerin eklenmesinin ile devrenin arıza tanısı ve salamlık durumunu daha iyi yansıtacaı önerilmitir.

Elde edilen deneysel sonuçlar ile bulanık mantık tabanlı yeni bir salamlık deerlendirme yöntemi oluturulmutur. Bu yöntem ile pillerin geçmite karılatıkları geri döndürülemez etkiler irdelenebilmekte, böylece bu olumsuzlukların pil ömrüne ne ölçüde etki etmekte olduu deerlendirilebilmektedir. Bu yeni salamlık deerlendime yöntemi ile li-iyon polimer bir pilin salamlık durumunu yansıtan yeni bir MATLAB Simulink modeli gelitirilmitir.

xix

ANALYSIS OF CHARACTERISTICS ON LI-ION POLYMER BATTERIES AND FAILURE DETECTION

SUMMARY

In this study, li-ion polymer cell kinetic parameters were obtained by electrochemical impedance spectroscopy method and changes in these parameters were analyzed theoretically in cases of forced charging and discharging. It was seen that, classical cell models were not sufficent enough to mirror the irreversible effects on li-ion polymer cells caused by improper charging and discharging procedures. Therefore cell equivalent circuit was improved and classified according to the failure states and it is suggested that the improved model is better to reflect the cell state of health. Experimental studies denote that classical cell model is sufficient and classical method is proper for state of health determination under normal charging and discharging cases.

In order to realise a detailed inspection on different fault states series of cell tests were planned and realised by experimental studies. The aim of these cell tests was to obtain the parametric differences according to normal operation, overdischarge and overcharge conditions. It was proved by experiments concentrated on overcharge and overdischarge characteristics that classical cell model is not sufficient and suggested new model is more realistic for state of health determination.

Forcing effects were classified while unproper charging and discharging conditions for Li-ion polymer cells and it was seen that the classical model is not sufficient to explain in detail the parametric changes in equivalent circuit. It is proposed that addition of a serial resistance, a serial and parallel resistance to the first parallel branch and a serial and parallel capacitor for the second parallel branch in equivalent circuit is much more sufficient to reflect the state of health and fault detection.

A new fuzzy logic based state of health evaluation method was formed from experimental results. This method yield to define the irreversible changes that cells encounter in their history and analyse their effect to cell life. A new MATLAB Simulink model using this new state of health evalulation method for li-ion polymer cells was developed.

1

1 . GR

1.1 Çalımanın Amacı ve Kapsamı

Teknolojik gelimelere ve günümüzün ihtiyaçlarına paralel olarak enerji depolaması,

birçok sektör için kritik önem taımaya balamıtır. Gerek sivil gerek askeri

uygulamalarda yıllardır elektrik enerjisi depolama görevini üstlenen bataryalarda,

sistemlerin daha karmaıklaması ve gelimesi, bunlara paralel olarak arz

güvenliinin artan önemi, gelimi batarya sistemlerini konusunda çalımaların

yönlendirilmesini beraberinde getirmitir.

Özellikle mobil uygulamalarda yüksek enerji ve güç younluklarına sahip sistemlerin

tercih edilmesi ile birlikte batarya sistemlerinin maliyetlerinde artı gözlemlenmitir.

Bununla birlikte, tedarik edilebilirlik, sürdürelebilirlik, güvenli çalıma ve

güvenilirlik konuları artan önem arz etmekle beraber çevresel faktörlerin göz önüne

alınarak yüksek verimli sistemlerin üretilmesi hedeflenmektedir.

Örnein literatürde hibrid elektrikli araç tahrik sistemleri için elektriksel enerji

depolama sistemleri bataryaların anahtar bileen olduu ve bataryaların sistem

performansı ve maliyetlerine direkt etkisi olduu vurgulanmıtır. Tüm hibrid

uygulamalarda temel hedefin daha düük maliyetli, verimli, performanslı, güvenli ve

yüksek çevrim ömrüne sahip bataryaların oluturulması hedeflenmektedir [1]. Bu

bataryalara ait Batarya Yönetim Sistemleri (BYS)’nde durum belirleme, çevrim

sayısı ve bataryanın salamlık durumunun tespit edilmesi, üreticiler ve son

kullanıcılar açısından büyük önem taımaktadır. Batarya yönetim sistemi, elektriksel

yönetim, ısıl yönetim ve güvenlik konularını içermelidir. Ayrıca kullanılan hücre

tipine göre yazılım (algoritma) ve donanım (alçak ve yüksek gerilim) farklılıklar

göstereceinden her sistemin kendine özgü farklılıklar içerecei düünülmelidir [2].

Günümüzde hibrid elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan bataryalar NiMH

elektrokimyasal yapıdadır. Bununla birlikte Lityum iyon (Li-iyon) hücrelerde

yaanan güvenlik problemlerinin gelimi yönetim sistemleri ile birlikte daha da

iyiletirilmesi pazarın yönünü bu teknolojiye çevirmitir.

2

Li-iyon teknolojisinin NiMH teknolojisine göre avantajları:

• %30 daha fazla spesifik enerji,

• %50 daha fazla spesifik güç,

• daha iyi darbeli akım verebilme,

• daha yüksek kapasite (Wh) verimi,

• gerilim yükseklii nedeni ile 1/3 kat daha az hücre gereksinimi,

• arj ve dearj gerilimleri arasında histerisiz olmaması,

olarak sıralanabilir.

Dezavantajları ise;

• Hücre kontrolü, dengelemesi ve güvenlii için daha pahalı sistemlerin

gereklilii,

• Üretim adedinin azlıı,

• Hibrid elektrikli araçlarda tecrübesinin az olması,

olarak sıralanabilir [3, 4].

Tüm bu gelimeler ııında sisteme göre tasarlanmı bir BYS ile mevcut sistemi

izlemek, parametrik hesaplar yapmak, yönetmek ve koruyucu bakım için verileri

arivlemek, gerek iletim güvenilirlii gerekse batarya ömrünün uzatılması açısından

büyük önem kazanmaktadır.

BYS algoritmalarında, arj, salamlık ve ilevsellik durumlarının belirlenebilmesi

çalımalarında genel yaklaım batarya iç direnci ve kapasitesi üzerine

kurgulanmıtır. Batarya iç direncinin arj durumuna göre deiiklik göstermesi,

bataryanın yalanması ile birlikte, kapasite deerinin takibi ile salamlık durumunun

belirlenmesi genel yaklaımlardır. Literatürde, salamlık durum belirleme çalımaları

aaıdaki yaklaımlar ile incelenmitir:

Dearj testi yöntemi: arj durumu %100 olan hücre tamamen dearj edilerek kapasite

belirleme çalımalarıdır. Bu yöntem ile sistem çalıması kesintiye uramak zorunda

olduu için birçok uygulamada pratik olarak tercih edilmemektedir [5].

Kimya baımlı yöntemler: Bu yöntemlerde yüzey korozyon ölçümleri, kurun asit

bataryalarda elektrolit younluu ölçümleri ile salamlık durumu tayini

3

yöntemleridir. Bu yöntemlerde bataryanın yapısı ölçümlerin yapılabilirlii anlamda

belirleyicidir. En yaygın olarak sıvı elektrolitli kurun asit bataryalarda

uygulanmaktadır [6, 7].

Omik test yöntemleri: Direnç, iletkenlik veya empedans ölçümleri ile gerçekletirilen

yaklaımlardır. Bu yöntem ile, batarya performansının anlık olarak incelenebilmesi

hedeflenirken genel olarak ölçüm süresinin, empedans spektroskopisinden daha kısa

tutulması amaçlanır [8-11]. Özellikle, uydu teknolojilerine yönelik, tanımlı bir iaret

(genlikleri aynı, frekansları farklı sinüsler toplamı) göndererek cevabının analizi

yapılmı ve iç direncin belirlenmesi amacı ile yorumlanmıtır [12, 13]. Bu yöntemde,

hücreye iaret gönderilmesi ve elde edilen deerlerin yorumlanması prensibi oldukça

yaygındır.

Omik test yöntemlerinden Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EES), bir

bataryanın, salamlık durumunun tespit edilebilmesi için, tüm batarya sistemlerine

uygunluu ve anlık veri alınabilirlii anlamında avantaj taımaktadır. Ölçüm

ekipmanlarının maliyetli oluu ve ölçüm süresinin uzunluu ise dezavantaj

getimektedir [14]. Bu çalımalar arsında yapay zeka, bulanık-mantık algoritmaları ile

bataryanın modellenerek salamlık durumunun incelendii çalımalar da mevcuttur

[15-17].

Kesintisiz güç kaynakları ve telekomunikasyon gibi elektrik enerjisi depolama

sistemlerinin yaygın olarak kullanıldıı sistemlerede valf regüleli kurun asit

(VRLA) bataryalar kullanılmaktadır. Özellikle, yüksek kapasiteli bataryaların

maliyetli olması ve görev aldıkları yerlerdeki ihtiyaç dorultusunda VRLA bataryalar

da salamlık durumu çalımaları önem kazanmıtır. Bu çalımalarda, salamlık

durumları, yüksek kapasiteli bataryalar için gerçekletirilmitir [17, 18].

Bataryalarda arj durumu ve salamlık durumlarının, empedans ölçümleri yöntemi

ile incelenmesinde, farklı frekanslarda okunan empedans deerlerinin, batarayalarda

oluan farklı kinetik adımlara ve bileenerine denk geldii belirtilmektedir [19-23].

Bu durum “Bölüm 3. Hücre Modelleri” nde ayrıntılı olarak incelenecektir.

Li-iyon polimer hücrelere uygulanabilirlii ve tamamen dearj etmeni tercih

edilmedii (elektrikli araçlar, hibrit elektrikli araçlar, uydu sistemleri gibi)

uygulamalarda kullanılmak üzere en uygun yöntem omik yöntemlerdir.

4

Bu çalımada, Li-iyon polimer hücrelerden olumu bir bataryada, arıza

durumlarında hücrelerin parametrik deiimleri incelenerek BYS’nde kullanılmak

üzere, özgün bir arıza tanı algoritmasının oluturulması amaçlanmıtır. Bu

algoritmanın iletilmesi ile birlikte bataryada aırı dearj ve aırı arj durumlarına

geçite erken tanı ile sistem kontrolüne kumanda edilerek bataryanın ve sistemin

korunması ve batarya ömrünün uzatılması hedeflenmitir. Çalıma, hücrelerin

bütünsel yapıları bozulmadan, aırı dearj ve aırı arj durumlarında, hücrelerde

meydana gelen geri döndürülemez (tersinmez) deiikliklerin, EES yöntemi ile

incelenmesini kapsamaktadır.

1.2 Problemin Tanımlanması

Son yıllarda, yüksek enerji ve güç younlukları ile birlikte nominal gerilim

seviyesinin yüksek oluu, birçok uygulama için Li-iyon hücreleri tercih sebebi

yapmıtır. Gerek teknolojisinin yeni ve çok fazla denenmemi olması, gerekse

kullanılan malzemelerin arızaya sebebiyet vererek alevli yanma meydana

getirebilmesi Li-iyon polimer hücrelerin avantajlarının yanında, büyük dezavantajlar

dourabileceini göstermitir. Bununla birlikte birçok Li-iyon polimer hücre üreticisi

firma, pazardaki saygınlıkları ve güvenlik nedenleriyle, hücreleri ile birlikte

BYS’lerini de birlikte alma zorunluluu getirmektedir.

Li-iyon hücrelerin güvenliini artırmak için elementel deiikliklerin irdelendii

birçok çalıma yürütmektedir [4, 24]. BYS’nde arj Durumu (D)’nun tespiti için

farklı yöntem ve algoritmalar gelitirilmi olmasına karın, Salamlık Durumu (SD)

ile ilgili çalıma sayısı azdır. Bununla birlikte, Li-iyon polimer hücrelerde D,

alternatif hücre tiplerine (örnein NiMH) göre daha kolay belirlenebilmektedir. Li-

iyon pillerin, elektrokimyasal yapıları gerei çalıma koulları dıındaki bölgelere

karı duyarlılıkları oldukça fazladır, bu tip hücreler daha hassastır ve bu hücrelere

daha detaylı koruma sistemleri önerilmektedir [25].

Tüm bu gelimeler çerçevesinde, Li-iyon polimer hücrelerle oluturulan bir batarya

için gelitirilecek BYS’de SD’nun belirlenmesi sistem güvenilirlii ve çalıma

bölgesi tayini için önem arzetmektedir. Aırı arj ve aırı dearj durumları ile

meydana gelebilecek geri döndürülemez deiiklikler üretici ve nihai kullanıcı

açısından riskler içermektedir. Uygun BYS ile bu risklerin en düük seviyede

tutulacaı düünülmektedir.

5

1.3 Yaklaım Yöntemi

Arıza tanı algoritmasının gelitirilmesi amacı ile, seri üretim Li-iyon polimer

hücreler tedarik edilmitir. Bu hücreler, Aırı Dearj Testleri (ADT), Aırı arj

Testleri (AT) ve Çevrim Testleri (ÇT)’ne tabi tutulmulardır. Deneyler, halihazır

durumda faal olan TÜBTAK Marmara Aratırma Merkezi, Enerji Enstitüsü, Batarya

Aratırmaları Laboratuvarı altyapısı ile gerçekletirilmitir. ÇT, hücrelerin, üretici

teknik verilerine uygun olarak kullanıldıı durumdaki parametrik deiiklikleri elde

etmek için gerçekletirilmitir. Aırı yüklenilmesi durumunda bir batarynın davranıı

ve üzerinde meydana gelen geri döndürülemez deiikliklerin tespiti için ADT

planlanmı ve hücrelere uygulanmıtır. Bununla birlikte arızalı bir arj cihazın veya

hatalı bir arj algoritmasının arj durumundaki parametrik deiimleri incelebilmek

için AT prosedürleri oluturulmu ve hücrelere uygulanmıtır.

Tüm bu test prosedürlerinde, normal arj ve dearj yöntemi olarak üretici firmanın

tavsiye etttii arj ve dearj prosedürleri ile sınırları kullanılmıtır. Tüm testlerden

önce, teste edilecek hücrelerde arj dengelemesi ilgili testten hemen önce Batarya

Test Sistemi ile yapılarak balangıç koulları eitlenmitir. Testlerden önce ve sonra,

hücre karakterizasyonu için bir Potansiyostat/Galvanostat’la EES Yöntemi

uygulanarak hücre karakterizasyonları ortaya çıkartılmı ve arıza ile ortaya çıkan

parametrik deiimler elde edilmitir.

Çalımada gerçekletirilen testler uzun soluku teslerdir. Bu sırada testlerin

sürekliliini salanması ve laboratuvarda kurumsal çalımaları aksatmadan testleri

gerçekletirme konusunda zorluk yaanmakla birlikte, testlerin organisazyonu için

akamları ve haftasonları deerlendirilerek en yüksek seviyede verim elde edilmitir.

Bununla birlikte, test cihazının müsait kanallarının sayısı nedeni ile artlandırma

testleri gruplar halinde yapılmıtır.

Algoritma gelitirmede hücrelerin salamlık durumu incelenerek arıza tanı amacı ile

omik test yöntemlerinden EES yöntemi seçilmitir. Bu yöntem, hücre içi parametrik

deiimlerin incelenebildii, güvenli fakat uzun süreli ölçüm alınan bir yöntemdir.

Çalımada karılaılan en büyük zorluk, test sürelerinin uzun olması ve bu nedenle

test programının oluturulması, Li-iyon polimer hücrelerin yapılarının hassas olması

ve zorlanma durumunda yanma durumu gösterebildikleri için özellikle aırı arj

testlerinde anlık gözetim gereklilii olarak sıralabilir. Ayrıca BYS konusunda

literatür azlıı mevcut literatürün ise genelde D ile ilgili çalımalar olduu, arıza

6

durumlarının tespiti ve sınıflandırılması konusunda neredeyse hiç olmayıı, bu

konularda tahmin edilenden daha fazla aratırma yapma gereini ortaya koymutur.

Tüm bu gelimeler ııında deneysel çalımanın neticesinde gelinen noktada, arıza

tanısı için yeterli ve uygun veriler elde edilerek hücre arızaları sınıflandırılması

salanmı ve özgün bulanık mantık algoritması oluturulmutur.

1.4 Tez Düzeni

Bu çalıma toplam altı bölümden olumaktadır. Bölüm 2’de bataryalar, batarya

sistemleri ve genel ifadelere yer verilmitir. Çalımada kullanılan li-iyon polimer

bataryalar daha detaylı incelenmi, arj ve dearj durumları irdelenerek batarya

durum belirleme çalımaları özetlenmitir. Bölüm 3’te hücre modelleri incelenmitir.

Özellikle elektrokimyasal yöntemler ile parametreleri belirlenebilen hücre modelleri,

spektroskopinin bölgesel tanımlamaları gerçekletirilmitir. Bölüm 4’te çalıma

boyunca gerçekletirilmi deneyler anlatılmı, hücre ve test prosedürleri hakkında

detaylı bilgi verilmitir. Bu bölümde ayrıca arıza tipleri sınıflandırılmı ve arıza

sonuçları model üzerinde deerlendirilmitir. Bölüm 5’te ise arıza tanı algoritması

tanımlanmıtır. Arıza tanısı bulanık mantık tabanlı bir algoritmaya oturtulmu ve

özgün algoritma bu bölümde gelitirilmitir. Bölüm 6’da çalıma sonucunda varılan

sonuçlar ve ilerleyen çalımalar için öneriler verilmitir.

1.5 Özgün Katkı

Batarya salamlık durumu deerlendirilmesi için EES yöntemi kullanılarak yeni bir

arıza modeli oluturulmutur. Çalımada hücreler, aırı arj ve aırı dearj

prosedürleri ile zorlanarak katı elektrolit geçilerinde (KEG) meydana gelen geri

döndürülemez deiiklikler tespit edilmitir. Bu deiiklikler hücrelerde model

parametreleri deneysel çalımalar ile elde edilmi ve edeer devre modelleri, her bir

arıza durumuna göre daha kapsamlı bir ekilde oluturulmu ve önerilmitir. Yeni

edeer devrelerin, arıza durumlarını daha gerçekçi bir biçimde yansıttıı ispat

edilmitir. Hücre durum deerlendirmesi için MATLAB Simulink te bulanık mantık

tabanlı özgün bir durum deerlendirme algoritması gelitirilmitir.

7

2 . BATARYALAR

Bataryalar, aktif maddeyi içinde barındıran ve kimyasal enerjiyi elektrokimyasal

yükseltgenme-indirgneme yolu ile elektriksel enerjiye çeviren sistemlerdir. Tekrar

arj edilebilir bir sistem olmasından dolayı tersinir bir proses ile yeniden arj

edilebilirler. Bu tip bir reaksiyon, bir malzeme ile dieri arasında bulunan elektrik

akımı yolu ile elektron transferi sonucunda gerçekleir. Paslanma ve yanma gibi

eletrokimyasal olmayan redoks reaksiyonlarda elektron transferi direkt olarak

gerçekleir ve sadece ısı oluur. Bataryalar kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine

elektrokimyasal yol ile çevirdii için termodinamiin ikinci kanununda yer alan

Carnot çevriminin sınırlamalarından etkilenmez. Bu nedenle bataryalar yüksek enerji

dönütürme verimliliine sahiptirler.

Zaman zaman batarya terimi basit elektrokimyasal ünite olan hücre terimi yerine

kullanılmaktadır. Batarya istenilen çıkı gerilim veya kapasite deerine balı olarak

hücrelerin paralel veya seri olarak ya da hem paralel hem de seri olarak balanması

ile olumaktadır [26].

2.1 Batarya Sistemleri

Batarya sistemleri elektriksel enerji depolama amaçlı sistemler olup genel olarak iki

ayrı grupta, birincil ve ikincil olarak sınıflandırılırlar. Birincil (primer) bataryalar,

arj edilemeyen, tek kullanımlık bataryalardır. kincil (sekonder) bataryalar arj

edilebilme ve tekrar kullanılabilme özelliine sahip bataryalar olup, her iki grupta da

kendi elektrokimyasal yapısına göre karakterize edilmi, farklı tip uygulamalar için

çeitli bataryalar mevcuttur. Birincil bataryalara örnek olarak çinko-karbon (bir dier

adıyla çinko-mangan dioksit) (ZnMnO2), çinko-alkali-MnO2 (alkali bataryalar),

çinko-hava, cıva-oksit ve lityum bataryalar verilebilir. kincil bataryalara örnek

olarak kurun asit, nikel-kadmiyum (NiCd), Nikel-metalhidrür (NiMH), Liytum-iyon

(Li-iyon), Lityum-metal, çinko-alkali-MnO2 ve Li-iyon polimer bataryalar örnek

olarak verilebilir [27]. Görüldüü üzere, bazı bataryalar benzer kimyasal yapıya

sahip olmalarına ramen (çinko-alkali-MnO2 gibi) elektrokimyasal olarak farklı

8

reaksyonlar göstererek birincil veya ikincil tip bataryalar olarak elektrokimyasal yapı

meydana getirebilirler. Bu çalımada, Li-iyon polimer tipi ikinci bataryalar üzerine

çalıılmıtır.

2.2 Genel ifadeler

Hücre: Depolanmı kimyasal enerjiden elektriksel enerji üretebilen veya elektriksel

enerjiyi, kimyasal enerji halide depolayabilen temel birimdir. Bir hazne içinde

bulunan elektrolit, seperatör ve iki elektrottan (pozitif ve negatif elektrotlar)

olumaktadır.

Batarya: Belirli bir yükün ihtiyaçlarını karılayabilmek için, birbirleri ile seri ve/veya

paralel olarak balanmı hücrelerin birleik halidir. Bataryalarda, genelde gerilim

seyiyesini artırmak için seri, kapasiteyi artırmak için paralel balantı

kullanılmaktatır. Kelime olarak, kimi zaman tek bir hücreyi betimlemek için de

kullanılmaktadır. Bu çalımada batarya kelimesi, birden daha fazla hücre içeren

sistemler için kullanılmıtır.

Enerji younluu: Bir bataryanın hacimsel olarak enerji depolama younluunu

gösteren ifadedir. Birim hacimdeki watt-saat cinsinden gösterilir [Wh/l].

Güç Younluu: Bir bataryanın hacimsel olarak güç depolama younluunu gösteren

ifadedir. Birim hacimdeki watt cinsinden gösterilir [W/l].

Anma kapasitesi: Amper-saat cinsinden, toplam arjı gösteren ve üretici tarafından

belirtilen bataryanın kapasite [Ah] deeridir.

Özgül Enerji: Birim kütle baına enerji depolama younluunu gösteren birimdir

[Wh/kg].

Özgül Güç: Birim kütle baına güç younluunu gösteren birimdir [W/kg].

Elektrot: Bir elektrokimyasal hücrenin temel taıdır. Herbir hücre, pozitif ve negatif

elektrotlardan oluur. Pozitif ve negatif elektrot arasındaki potansiyel fark ile hücre

gerilimi belirlenir.

Anot: Oksitlenme reaksyonunun meydana geldii, dı devreye elektron salanan

elektrottur. arj ve dearj sırasında elektron hareketi ters akıa sahiptir. Bu nedenle;

arj esnasında pozitif elektrot, dearj esnasında negatif elektrot anottur. Genelde

hücre dearjı düünüldüünden anot, yaygın olarak negatif elektrot olarak kullanılır.

9

Katot: ndirgenme reaksyonunun meydana geldii, dı devreden elektron salanan

elektrottur. arj esnasında negatif elektrot, dearj esnasında pozitif elektrot katottur.

Genelde hücre dearjı düünüldüünden katot, yaygın kullanımda pozitif elektrot

olarak kullanılmaktadır. Bu çalımada, karııklık yaratmamak adına elektrotlar,

pozitif ve negatif elektrot olarak anılacaktır.

Elektrolit: Bir hücrede, pozitif ve negatif elektrotlar arasında iyonik iletkenlii

(taınımı) salayan ortamdır.

Seperatör: Bir hücrede, pozitif ve negatif elektroların arasında elektron açısından

yalıtkan, iyon açısından iletken davranan maddedir. Seperatörler, pozitif ve negatif

elektrot arasında elektriksel kısa devreyi önlemektedirler.

C-oranı: Ah olarak anma kapasitesinde belirtilen arj veya dearj akım deeridir.

Önüne gelen çarpan ile daha düük ya da daha yüksek akım deerlerini ifade eder.

Örnein C-oranının 600 mA olduu bir durumda; C/2 300mA, 0.5C 300mA ve 2C

1.2 A akım deerlerini ifade eder.

Çevrim ömrü: Belirli bir performans kriteri baz alınarak (genelde %80 Ah anma

kapasite deeri) tanımlı koullarda bir hücre veya bataryanın arj ve dearj edilme

sayısıdır.

Kesme gerilimi: Hücre veya bataryanın dearjının sona erdirildii uç gerilimidir.

Kendiliinden dearj: Bir hücre veya bataryanın geri kazanılabilir (tersinir) kapasite

kaybıdır. Sıcaklık ile direkt ilikisinden dolayı, genelde belirli bir sıcaklıkta, aylık

bazda anma kapasitesi cinsinden belirtilir.

Belirli tanımlamalar, durum tespitleri ve sınırlandırmalar yapılabilmesi için,

koulların çok iyi belirlenmesi ve bilinmesi gerekmektedir.

Genelde, bir bataryadan elde edilebilecek kapasite; yüksek akımlı dearjlarda, düük

sıcaklıklarda ve yüksek kesme gerilimlerinde daha düük olacaktır. Çizelge 2.1 de

yaygın olarak kullanılan ikincil bataryaların temel karakteristiklerinin kıyaslaması

verilmitir [25].

10

Çizelge 2.1 : kincil bataryaların temel karakteristikleri.

Batarya sistemi: NiCd NiMH Li-iyon Li-iyon Polimer

Kurun asit

Sekonder alkali

Ortalama çalıma gerilimi [V] 1.2 1.2 3.6 3.6 2.0 1.5

Enerji younluu [Wh/l] 90-150 160-310 200-280 200-250 70-90 250

Özgül enerji [Wh/kg] 30-60 50-90 90-115 100-110 20-40 20-85

Kendiliinden dearj 20°C de

[% aylık] 10-20 20-30 5-10 1 4-8 0.2

Çevrim ömrü [çevrim] 300-700 300-600 500-1000 200 200-500 15-25

Sıcaklık aralıı [°C]

-20

50

-20

50

-20

50 ?

-30

60

-30

50

2.3 Li-iyon ve Li-iyon Polimer Bataryalar

2.3.1 Li-iyon bataryalar

Li-iyon bataryalar ticari olarak ilk 1991 yılında piyasaya sürülmütür. Batarya

teknolojileri düünüldüünde birçok avantaja sahiptir. Örnein hücre gerilimleri,

dier ikincil bataryalara göre daha fazladır (3.6V). Bunun sebebi, Li iyonunun doal

negatifliinin çok yüksek olmasıdır. Bir baka avantajları yüksek özgül enerjileri ile

göreceli olarak aynı enerji için daha hafif bir yapı sunmalarıdır.

Li-iyon hücrelerin elektrotları, dier ikincil bataryalara göre gözenek yapısı olarak

farklılık göstermektedir. Elektrotlar, kafes yapıdadır ve içerisine Lityum iyonlarının

geçii sırasında büyük yapısal zorlanmalar olmamaktadır. Bu da arj transferinin

yüksek olmasını salayarak arj verimini yüksek tutar ve arj süresinin kısa olmasına

olanak verir.

Li-iyon hücrelerin çalıma prensibi, dier ikincil bataryalara göre daha basittir. arj

ilemi sırasında, Lityum iyonları pozitif elektrottan negatif elektrota geçi yapar.

Dearj ileminde ise bunun tam tersi geçerli olmaktadır.

11

Li-iyon hücrelerin poziftif elektrotları lityum metal oksitlerden olumaktadır. Bu

çalımada kullanılan lityum hücrelerde, pozitif elektrot olarak (lityum hücrelerini

tutabilmek için) lityumkobaltoksit (LiCoO2) kullanılmıtır.

Li-iyon hücrelerin negatif elektrotları ise karbon grafit malzemen olumaktadır. Bu

malzemenin özellii ise bünyesinde bulunan karbon yapı nedeni ile fazla sayıda

lityum iyonu tutabilmesidir.

Li-iyon hücrelerin elektrolit yapıları ise katı ya da jel yapıda olan, sıvı yapıda

olmayan, tuz emdirilmi organik yapıda malzemelerdir. Bu malzemenin özellii,

elektriksel olarak yalıtkan, Li iyonu açısından iletken bir yapıda olmasıdır. Negatif

elektrot karbon grafit yapıda olduu zaman, elektrolit olarak genelde etilenkarbonat

kullanılmaktadır. Elektrolit içerisinde kullanılan tuz için en yaygın kullanım

lityumheksaflorürfosfattır (LiPF6) [4, 24].

2.3.2 Li-iyon polimer bataryalar

Li-iyon polimer bataryalar ticari olarak ilk 1998 yılında piyasaya sürülmütür. Li-

iyon polimer bataryalar, li-iyon bataryalar ile pozitif ve negatif elektrot malzemesi

açısından benzerlik taımaktadır. Li-iyon ve Li-iyon polimer bataryalar arasındaki

fark elektrolit ve seperatör malzemesindedir. Li-iyon polimer bataryalarda elektrolit,

katı ve iyon iletkenlii olan bir polimer malzemeden olumakta ve bu elektrolit aynı

zamanda seperatör olarak görev yapmaktadır. Bu nedenle elektrokimyasal

indirgenme ve yükseltgenme denklemlerinde bir fark olmamakta, polimer elektrolitin

iletkenlii fark etmektedir. 20°C sıcaklık referans alınarak sayısal deer verilecek

olursa, birçok sıvı organik elektrolite ait iletkenli deeri 10-3 (cm)-1 iken,

younlukla kullanılan bir polimer elektrot olan polietilenoksit için iletkenlik 10-8

(cm)-1dir. Sonuç olarak, polimer elektrotun kabul edilebilir bir iletkenlik deerinin

olabilmesi için fiziksel yapısının oldukça ince olması gerekmektedir. ncelen polimer

elektrot yapının, hücrede aırı uç gerilimine maruz kalınması durumunda, polimer

elektrot delinme göstererek kısa devreye sebep verebilmektedir. Bu durum, Li-iyon-

polimer bataryalarda sıkça görülen bir arıza durumudur. Standart ikincil bataryalar

düünüldüünde, Li-iyon polimer hücreler kendiliinden dearjı en düük

bataryalardır. Bu karakteristik özellikleri, özellike havacılık ve uzay teknolojileri

konusunda birçok çalımaya ıık tutmu ve bu elektrokimyasal yapıda sistemler

üzerinde çalımalar devam etmektedir. Çalımada kullanılan Li–iyon polimer

12

bataryaların mekanik yapısı incelendiinde, dıarıda hava sızdırmaz aluminyum

folyo ile kaplı olduu, içerisinde pozitif ve negatif kutupların sıralı bir biçimde

aralarında polimer bir elektrolit ile yanyana getirildii gözlemlenmitir.

Lityum metali yüksek elektrokimyasal potansiyele (3.04 V) ve en düük atomik

kütleye (6.94 g/mol) sahiptir, bu sayede 3 V’luk bir akü hücresi ile uygun bir pozitif

elektrotun birletirilmesine olanak salar. Hücrede akım arj sürecinde pozitif

elektrottan negatif elektrota ve dearj sürecinde negatiften pozitife Li iyonlarıyla

taınır. Bu süreçte Li metalik olarak ayrımadıından güvenlikle ilgili sorunlar büyük

oranda indirgenir. Burda Li iyonları oldukça küçüktür ve elektrot materyalini

oluturan metal yapının içine yerleir. Tipik bir LiCoO2 katot ve grafit anot için

hücrenin arj ve dearj reaksiyonu u ekildedir.

2)1(626 CoOLiCLiLiCoOC xx −+↔+ (2.1)

Saa doru arj ve sola doru dearj süreci ilemektedir. arj sürecinde Li iyonlar

kobalttan ayrılarak karbona gitmektedir. Ancak yukarıdaki formülde gösterildii gibi

tüm Li iyonları ayrılmamaktadır. Bu nedenle x tanımlanmı olup 0 < x < 1

eklindedir. ekil 2.1’de lityum hücre çalıma prensibi yer almaktadır [28].

ekil 2.1 : Lityum hücre çalıma prensibi.

13

2.4 Batarya Yönetim Sistemleri

Batarya yönetim sistemleri, günümüzde, elektrikli araçlar, hibrit elektrikli araçlar,

telekom uygulamaları, kesintisiz güç kaynakları, dizüstü bilgisayarlar, cep telefonları

gibi uygulamalarda oldukça önem arz eden ve uygulamaya göre farklılıklar gösteren

sistemlerdir.

leri teknolojiye bataryalarda, gerek ekonomik gerekse güvenlik nedenleri ile iletme

performansını ve sistem güvenirliinin artıran yapıların gelitirilmesi ile batarya

arızalarının azaltılması ve bataryadan en yüksek verimin alınması hedeflenmektedir.

Bataryanın arj ve dearj ilemlerinde, kritik sınırların ilendii ve kontrol altında

tutulduu, bataryaların arj durumlarını (D), salamlık durumlarını (SD) ve

ilevsellik durumlarını (ÇD) sürekli olarak kontrol altında tutan donanımsal ve

yazılımsal sistemlere Batarya Yönetim Sistemleri (BYS) denmektedir.

Bir batarya yönetim sisteminin alt balıkları;

1. Veri izleme ve depolama

2. Elektriksel yönetim

3. Isıl yönetim (her zaman gerekli deildir)

4. Durum belirleme

5. Güvenlik yönetimi

6. Haberleme

olarak verilmektedir. [2].

Elektrokimyasal yapısı farklı hücreler, deiik elementlerin reaksiyona girmesi, ve

farklı malzemelerden meydana gelmelerinden dolayı benzer karakteristik

göstermeyebilirler. Batarya Yönetim Sistemleri, hücre elektrokimyasal yapısı,

batarya mekanik yapısı ve uygulama amacına göre tasarlanmalıdır.

Örnein Pb-asit bataryalarda aırlık açısından dezavantaj taırlar, Ni bazlı hücreler

aırı arja çok hassastırlar, Li bazlı hücrelerde ise sıcaklıa ve aırı arja balı

duyarlılık fazladır. Bu tip durumlarda birim zamanda sıcaklık deiimi farkına balı

olarak arj ileminin sona erdirilmesi tercih edilebilir. Benzer ekilde, Pb-asit ve Li-

iyon hücreler en uygun sabit akım - sabit gerilim (SA-SG) arj yöntemi ile arj

edilebilirken, Ni bazlı hücreler için uzun süreli, düük akımlı, sabit akım (SA) arjı

uygun görülmektedir [29]. Bu nedenle ihtiyaca göre hücre tipi en verimli, ekonomik

ve güvenli batarya sistemleri, batarya yönetim sistemleri gelitirilmesi

gerekmektedir. Elektrokimyasal yapıya uygun tasarlanmı bir batarya yönetim

14

sistemi temelde, depolanan enerjinin en yüksek verimle kullanılmasını salamalı,

bataryanın durumunu ve arj/dearj kontrolünü gerçekletirmeli bu bilgileri ileyip

uygun bilgileri oluturulmalıdır [30].

BYS’nin balıklarından biri olan elektriksel yönetimi, arj, arj dengelemesi, arj

durumunu belirleme, dearj kontrolü olarak belirlemek mümkündür. Bataryanın

elektrokimyasal özelliklerine göre BYS deikenlik gösterebildii gibi, bir alt balık

olan Elektriksel Yönetim’de farklılık gösterebilir. Örnein NiMH hücrelerde çevrim

1000, en yüksek gerilim 1.32V, enerji younluu 55-100 Wh/kg yüksek akım

kapasitesi 15C iken, NiFe hücrelerde çevrim 3000, en yüksek gerilim 1,37V, enerji

younluu 50 Wh/kg yüksek akım kapasitesi 1C dir [31].

2.5 Li-iyon Bataryaların arj Edilmesi

Batarya arjı, bataryanın salıklı olarak performans gösterebilmesi ve ömrünün uzun

olması açıından dikkat edilmesi gerekli konulardan biridir. arj yöntemleri, arj

esnasında uygulanan akım ve gerilim oranlarına göre sınıflandırılırlar [32]. arj

yöntemine göre bataryada arj esnasında oluturduu sıcaklıktan, batarya ömrü ve

çevrim sayısına kadar birçok parametre arj yöntemine göre deiiklik

göstermektedir [25].

Li-iyon ve Li-iyon polimer elektrokimyasal yapılar için önerilen arj yöntemi sabit

akım-sabit gerilim arj yöntemidir (SA-SG) [2, 4, 25]. ekil 2’de SA/SG arj rejimi

verilmitir.

ekil 2.2 : SA/SG arj rejiminde batarya gerilimi (V) ve akımı (I) deiimi.

Batarya üreticileri Isa ve Vmaks deerlerini üretimlerine göre belirlemektedirler. Akım

younluu ile dorudan balantılı olan Isa arj akımı Li-iyon ve Li-iyon polimer

15

bataryalarda 0.7C ile 1C arasında deikenlik göstermektedir. Vmaks geriliminin

deeri, Li iyon hücrenin tipine balı olarak deimekte ve 4.1V ± %1 veya 4.2V ±

%1 deerlerini almaktadır. Bu deerin doruluunun bu kadar hassas olması,

hücrelerde, aırı arj koullarına balı hata durumlarında geri döndürülemez

deiiklilerin etkisidir. Imin deeri genelde 0.05C – 0.1C arasında seçilirken, kimi arj

topolojilerinde Imin yerine tmaks = 2 saat seçilerek arj ilemi sona erdirilmektedir.

arj ilemini sona erdirmek için Imin veya tmaks ın seçilmesinin douracaı farklılıklar

vardır. Imin ile arj ilemi sona erdirildiinde, bataryanın % olarak, boalmadan

önceki arj miktarı ile dolması salanmaktadır. Buna ilave olarak SG rejim süresinin

en az olması, hücrelerin çevrim ömrü açısından büyük avantaj taımaktadır. bu

nedenle tmaks ile arj ileminin sona erdirilmesi yerine Imin ile sona erdirme daha

yaygın olarak tercih edilmektedir [25].

2.6 Li-iyon Bataryaların Dearj Edilmesi

Her elektrokimyasal yapının farklı dearj kapasiteleri vardır. Örnein NiCd

hücrelerde dearj kapasitesi 20C deerine kadar çıkmakla birlikte, Li-iyon polimer

hücrelerde akım tepe deeri bu oran genelde 5C civarındadır. Bununla birlikte lityum

temelli hücreler için sürekli dearj akımı olarak 2C lik bir oran kabul edilebilir.

Çizelge 2.2 de bu çalımada kullanılan Li-iyon polimer hücreler için dearj koulları

verilmitir.

Çizelge 2.2 : 3.3 Ah lik bir Li-iyon polimer hücreler için dearj koulları.

Sürekli Dearj Akımı 6.6A

Akım Tepe Deeri 16.5A

Kesme Gerilimi 2.7V

Li iyon polimer bataryaların dearjları, ekil 2.3 de tanımlı akım seviyelerine göre

incelenecek olursa;

I) Bölgesinde (0 ile t1C arası) nominal dearj (1C) dan bahsetmek

mümkündür. Bu dearj ile birim zamanda gerilim düümü yüksek

deildir, hücrede zorlanma olması beklenmemektedir.

16

II) bölgesi (t1C ile t5C arası) dinlenme bölgesidir, yük akımı yoktur. Bu

bölgede elektrotlar arasında elektrokimyasal reaksiyonlar kendinden

dearj seviyesinde devam etmektedir. Kendinden dearj seviyesinde en

avantajlı durumda olan hücreler Li-iyon polimer hücrelerdir.

III) bölgesi (t5C ile t2C arası) müsade edilen maksimum yük bölgesidir. Hücre

yüklenme anlamında en fazla burada zorlanmaktadır ve birim zamanda

gerilim düümü en fazla bu bölgede görülmektedir.

IV) bölgesi (t2C ile tmaks arası) sürekli dearj akımı bölgesidir. Hücre sürekli

dearjda en yüksek bu akım seviyesinde olmalıdır. Birim zamanda gerilim

düümünün kabul edilebilir olduu en yüksek akım seviyesidir.

Li-iyon polimer hücrelerde tüm bu dearj ilemlerinde en düük batarya gerilim

seviyesi Vbat = Vmin = 2.7V dir. Bu gerilim seviyesinin daha altına inilmesi hücreye

geri döndürülemez deiiklikler, bozunmalar meydana getirebilmektedir.

ekil 2.3 : Li-iyon polimer bir hücrenin dearjı ve kritik deerleri.

2.7 Durum Belirleme

Batarya durum deerlendirmesi ve izlemesi her geçen gün önemini artıran batarya

teknolojileri konularından biridir. Özellikle düük emisyon deerlerine sahip yüksek

teknolojik araçlar düünüldüünde yakıt ekonomisi ve çalıma topolojilerini

oluturulmasında elektrik enerjisinin bataryalarda depolanması ve arj, salamlık

durumlarının yüksek güvenilirlikle temin edilebilmesi istenmektedir. Günümüz

batarya yönetim sistemlerinde gelimi durum deerlendirme algoritmaları olmakla

birlikte özellikle sürü dinamiini dorudan etlkiledii için arj durumunun tespitine

yönelik çalımalara aırlık verilmitir. Gelimi bir batarya yönetim sisteminde veri

izleme, çalıma koulları gibi dinamik deerlerin deerlendirilmesi ve karar

17

algoritmaları oluturulmasını kapsamaktadır. Bataryanın gelecekte karılaabilecei

durumlara göre tahminlerin oluturulması, bataryanın yalanmasına yönelik

hesapların yapılarak yük durumuna göre enerji arzının karılanıp karılanamayacaı

incelenmelidir [33].

Bir BYS’nde en karmaık ilemlerden biri bataryanın durmunun belirlenmesidir.

Bataryada, Ah olarak doluluu belirtir arj durumunu (D) deikenlik göstermesi,

elektrokimyasal reaksiyonların artlara göre deikenliinden gelmektedir. Bir

bataryanın arjı esnasında sıcaklıı, ortamın sıcaklıı, batarya doluluk oranı,

bataryanın uç gerilimi, üzerinden geçen akım deeri ve bataryanın yaı gibi

parametreler nedeni ile bu ilem karmaıklamaktadır. Pratikte en yaygın uygulama

ise Coulomb kanunu ile hesaplanan birim zamanda geçen amper sayısıdır.

Doru D hesaplaması elektrikli platform teknoljilerinde hassas bir noktadır. Çeitli

çevresel koullar altında seri balanmı her bir modülün dinamik davranılarından

dolayı D hesabı oldukça karmaıktır [14].

Baka bir yaklaıma göre, elektrikli araçlarda amper-saat hesaplaması ile D

tanımlaması salanabilir fakat hibrid elektrikli araçlarda bu durum geçerli deildir.

Amperaj hesaplamalarında küçük hatalar sürekli olmakta ve bataryanın bakım

prosedürü arasındaki uzun süre boyunca D da büyük hatalara neden olmaktadır.

Bunun sonucunda aırı arj ve aırı dearj problemleri yaanmakta ve de araçta

performans düüklüü görülmektedir. Örnein, eer gerçek D deeri hesaplanandan

daha büyük ise frenlemeden gelen geri kazanma enerjisi depo edilmesi mümkün

deildir. Bu arj bataryayı aırı arja zorlayarak arızaya neden olabilmektedir. D

deerini düzeltmek için kullanılan batarya gerilimi hücre karakteristiine balıdır.

Uygulanacak pratik testler ile her türlü durumda bataryanın davranıını anlamayı

salayacaktır [34].

Li-iyon hücrelerin D unu belirleme için uygulanan yöntemlerden biride Kalman

Filtre ile arj durumu belirleme yöntemidir. Özellikle hibrid elektrikli araç gibi yük

durumunun darbeli olarak deiiklik gösterdii durumlarda ileri seviye hassasiyete

sahip, basit batarya modellerinin oluturulması gerekmektedir [35]. Bununla birlikte,

bataryalarda Salamlık Durumu (SD) nun tespiti, bir baka önemli noktadır. Örnein

elektrikli araçlarda, elektriksel problemler bilinen içten yanmalı motorlu araçlara

göre çok daha fazla önem taımaktadır çünkü bataryalarda çok daha fazla güç ve

enerji ihtiyacı vardır. Bundan dolayı bataryaların güvenlik donanımlarında, kritik

18

çalıma koullarına karı koruma amaçlı ekipmanlar mevcuttur. Bu koruma

ekipmanlarının BYS içindeki görevleri, aırı gerilim koruması, derin dearj

koruması, yüksek sıcaklık koruması, elektriksel kısa devre durumunda güç

kaynaının kesilmesi, ile sıralanmaktadır [2, 32, 36]. Hibrid elektrikli araç

bataryalarında genel olarak SD deerlendirilmesi için yüksek frekans empedans

deeri kullanılmıtır [37].

Bir bataryanın durum deerlendirmesini yapabilmek için arj Durumu (D) nun ve

Salamlık Durumunun (SD) elde edilmesi gerekmektedir. levsellik Durumu (D),

bu iki parametrenin bir fonksiyonu eklinde tanımlanabilir. Arıza tanımlama ile ilgili

yapılacak çalımalarda arj durumu (D) ve Salamlık durumu (SD) nun elde

edilmesi kritik önem arz etmektedir. Bu çalımada, ekil 2.4 teki Çalıma

Bölgesi’nin dıına, geri döndürülemez deiiklikler ile çıkma veya çıkma eiliminin

tespiti amaçlanmıtır [34].

Elektrokimyasal yapısı ne olursa olsun, genel olarak bir bataryadan kendisine

tanımlanan ilevi yerine getirebilecek bir performans beklenir. Bunu

gerçekletirebilmek için hücre belli bir arj ve salamlık durumuna sahip olması

gerekmektedir. Bu üç temel bileen, bataryanın veya hücrenin durumunu belirtir.

Arıza durumu ise bu alanın dıında kalan alan olmaktadır. ekil 2.4 de bataryanın

durumları ile arıza durumları arasındaki iliki bölgesel olarak gösterilmitir.

ekil 2.4 : Batarya durum deerlendirmesi.

Konu hakkında yapılan aratırmalardan çıkan sonuçta, arj durumunda (D)

oluacak deilikler “tersinir, geri döndürülebilir” deiiklikler olarak

tanımlanmaktadır. Bir bataryayı uygun koullarda dearj ettikten sonra tekrar arj

19

ettiimizde, etkin kapasitesi, iç direnci, uç gerilimi ve gazlanması olumlu yönde

deimektedir [38]. Bu parametrelerin deiminde “tersinmez, geri döndürülemez”

deiiklikler mevcut ise sebebi, bu mevcudiyet oranında Salamlık Durumu (SD)

nda olumsuz gelimelerdendir (ekil 2.5).

ekil 2.5 : Batarya durumu ve durum deikenleri ile ilikileri.

Bir bataryanın durumu hakkında fikir sahibi olmak veya karar verebilmek için arj ve

salamlık durumunu bilmek ve D’nu bu parametrelere göre deerlendirmek

gerekmektedir. Bu nedenle durum deerlendirmede D ve SD’nun belirlenmesi,

arıza durumlarının ortaya çıkartılması için ayrı bir öneme sahiptir.

D’ndaki deiiklikler, tersinir deiikliklerdir. Batarya kullanıldıktan sonra, tekrar

uygun bir ekilde arj edildiinde, faydalı kapasite, iç direnç, açık devre gerilimi ve

gaz oluumu olumlu yönde deiiklik gösterir. Bu parametrelerde tersinmez

deiimler olutuu takdirde batarya SD’nda olumsuz gelimeler olur ve bununla

birlikte, levsellik Durumu’ndaki düü nedeni ile bataryanın durumu “Y”

olmaktan çıkar ve “ARIZALI” konuma düer [39, 40].

Literatürde aırı dearj durumundaki Li-iyon hücrelerde, hücre uç gerilimi 1.5V un

altına indii zaman bakır akım taıyıcıdan Cu+2 iyonlarının anodik çözülme ile açıa

meydana geldii ve bu iyonların seperatör malzemede bakır öntler meydana

getirdii belirtilmitir. Aynı durumun aırı dearj durumunda pilin kutup deitirmesi

durumunda da meydana gelebilecei belirtilmitir. Bir baka yan etki ise bu Cu+2

iyonlarının anotta Li ile alaım meydana getirerek dendrit oluturmasıdır. Dendrit

oluumu ile seperatör malzemenin delinerek iç kısa devre oluturarak arıza meydana

getirme olasılıı oldukça yüksektir. Bu durum sıcaklıa ve aırı arja karı pilin

direncini düürerek hassasiyet yaratabilmektedir. Li-iyon hücrelerde uç geriliminin

20

2.0V ve 0.5V arasında bir deer ile aırı dearj edilmesi durumunda %25 e varan

kalıcı kapasite kayıplarının meydana geldii gözlemlenmitir [41,42].

Bununla birlikte aırı durumlarda, katot malzemesi olarak LiCoO2 kullanılan

hücrelerin aykırı çalıma koullarında oldukça hassas ısıl ve kimyasal karakteristik

göstedikleri belirtilmitir. Bu nedenle aırı arj durumunda katotta geri döndürülemez

etkileri aktif madde kaybı olarak gözlemlemek mümkündür. Bu aktif madde kapasite

kaybına yol açacaı gibi, lityum kaybı ve grafit katman yapının bozulması olarak

gözlemlenmektedir [41, 43].

Kapasite kaybı, zaman geçtikçe pilin dearj kapasitedesindeki düüü ifade

etmektedir. Pil aktif halde deilken de kapasite kaybı devam etmektedir. Bu kayıp pil

için tanımlanan kullanım ömrü ve çevrim ömrü boyunca oluur. Kapasite kaybı

tersinir veya tersinmez özellikler taımaktadır. Tersinir özelliklerde kapasite kaybı

kendinden dearj olarak tanımlanmaktadır. Bu kayıp, pil tekrar arj edildiinde

giderilebilir. Tersinmez deiiklikler ise pilin kapasite oranını kaybı ile dorudan

orantılıdır ve pilin salamlık durumu ile ilgilidir. Uygulamaya kabul edilebilir

kapasite kaybı seviyeleri deiiklik göstermektedir. Örnein cep telefonu, bilgisayar

gibi elektronik cihazlar için pil kapasite kaybı 2 yıl içerisinde anma deerin %20’si

kabul edilebilir bir seviyedir. Bir uydu uygulamasında ise bu kapasite kaybı

seviyesine gelmek için 18 yıl kabul edilebilir bir seviye olmaktadır. Pil üreticilerinin

ürün veri çizelgeleri dahil birçok teknik literatür ve dökümanda kapasite kaybı iki

ekilde karakterize edilmitir. Bunlardan biri hücre empedansındaki artı, dieri ise

hücre kapasitesindeki azalmadır. Empedans artıının pozitif ve negatif elektrotlarda

meydana geldii, bununla birlikte kapasite kaybının genellikle negatif elektrot

üzerindeki KEG artıı nedeni meydana geldii belirtilmitir [44].

Empedans spektroskopisi, farklı yalanma mekanizmaları hakkında bilgi

salayabildii için arj edilebilir pillerin yalanma etkilerini anlık olarak

inceleyebilmek için en salıklı yöntemlerden biridir. Bununla birlikte empedans

spektroskopisini sahada uygulamak için gerekli olan cihaz altyapısı düünüldüünde

pratik olmadıı söylenebilir. Li iyon hücrelerin kullanım ömürleri ortalama 2-4 yıl

arasındadır. Li-iyon pillerde geri döndürülemez deiikliklerin temel nedenlerinden

biri negatif karbon yüzeyi üzerinde oluan KEG yüzey filmidir.

21

Li-iyon hücrelerde aırı arj ve aırı dearj durumlarında karılalan genel durum

elektrolitin çözünmesidir. Bununla birlikte elektrolit iletkenlii dümekle birlikte, iç

dirençte artı gözlemlenir. Karbon temelli negatif elektrotlarda KEG yüzey filminin

olutuu gözlemlenmektedir. Ayrıca lityumun grafit katmanlara geçii sırasında ilave

bir KEG yüzeyin olutuu görülmütür. Bu yüzey filminin gerilmesi ile parçalanması

neticesinde oluan deiikler bir dizi kimyasal reaksiyon meydana getirerek

dengelenir ve bu esnada Li iyonlarının bir kısmı geri döndürülemeyecek ekilde

buralarda balanırlar. Bunun sonucunda hücrede iletimde bulunan Li iyonlarının bir

kısmının buralarda balanmasıyla geri dördürülemez kapasite kayıplarına yol açarlar.

Negatif elektrodun lityum metal malzemeden oluması durumunda dendrit oluumu

gözlemlenebildii gibi bunun sonucunda kendinden dearj miktarında artı meydana

gelmektedir. Ayrıca bu durum iç kısa devre oluma olasılıını artıran unsurlardan

biridir. Pozitif elektrot için kullanılan malzemelerden en yaygın olanı LiCoO2 dir. Bu

malzeme hücre gerilimi 4.35V u geçtii zaman çözünmeye balamaktadır. Bu

çözülme neticesinde geri döndürülemez etkiler meydana gelmektedir. Hücre ısıl

olarak kontrolden çıkabilmektedir. Bu tip elektrotlarda ileri çevrim sayılarında arj

transfer direncinin artması sonucu görülebilir [45, 46]. Bir çok uygulamaya ve

batarya tipine göre arızalar aaıdaki ekilde sınıflandırılabilir [39,40]:

Efektif kapasitenin kaybedilmesi: bataryalarda efektif kapasitenin belli bir oranda

kaybedilmesi, aktif maddenin kaybolması ve aktif kütlenin iletkenliinin azalması ile

meydana gelebilmektedir. Genelde bir hücre nominal kapasitesinin %80 ini yitirdii

zaman efektif kapasini kaybetmi kabul edilmektedir.

ç dirençin artması: bataryalarda aktif güç kaybına sebebiyet verecek ekilde iç

dirençin artmasıdır. Elektrolit kaybı ve aktif yüzey kaybının azalması ile meydana

gelebilmektedir.

Kendiliin dearjın artması: bataryalarda kendiliinden dearj miktarının artı

göstermesinin sebebi plakalar arasında oluan dendritler ve elektrolitin

zehirlenmesidir.

ç kısa devre oluumu: plakalar arasında dedritlerin oluması ileri safhada olduu

takdirde iç kısa devreye sebebiyet verebilmektedir.

Hücre açık devre davranıı: hücrenin açık devre davranı sebebi olarak grid (akım

taıyıcı) korozyonu ve pasifleme gösterilebilir.

23

3 . HÜCRE MODELLER

Bataryalar çeitli elektrokimyasal ve fiziksel ilemler içerisinde etkileim

gösterdikleri için davranıları oldukça karmaık bir yapı göstermektedir. Bu nedenle

Batarya davranılarını irdelemek ve durum deerlendirmesi yapabilmek için

inceleme kriterlerine göre bataryanın modelinin oluturulması gerekmektedir. arj

edilebilir pillerin modellemesi için genel yaklaım batarya içerisinde ve ortamında

meydana gelen fiziksel ve elektrokimyasal olayların matemetiksel tanımlar ile ifade

edilmesidir. Genel olarak batarya modelleri aaıdaki özellikler altında

toplanabilmektedir [25]:

Lineer pasif elemanlardan oluan devre modelleri: bu devrelerde direnç, kapasite,

endüktans gibi devre elemanları olmakla birlikte empedans ile ilgili çalımalarda

yaygın olarak kullanılmaktadır. Devrenin basit olması ilem açısından avantaj getirse

de, bataryanın non-lineer yapısı ve davranıları hakkında ifadeler ile

desteklenmelidir.

Lineer pasif elemanlar ve güç kaynaklarından oluan devre modelleri: bu modellerde

veri çizelgeleri büyük önem taımaktadır. Salıklı veri elde edebilme ve doru veri

çizelgelerinin oluturulması ile birlikte daha hassas modeller oluturmak

mümkündür.

Elektriksel, kimyasal ve fiziksel parametrelerin incelendii batarya modelleri:

birbirinden farklı disiplinlerde ve karmaık yapıda oluan bu modelin kullanımı, ilk

iki model tipine göre oldukça enderdir. Bu modelde elektriksel, kimyasal ve fiziksel

davranılar irdelenerek batarya modeli oluturulmadır.

3.1 Elektrokimyasal Modeller

Elektrokimyasal sistem dinamiklerinin incelenebilmesi için bataryayı

elektrokimyasal yöntemler ile elde edilebilir deerler ile ifade edebilecek model ve

edeer devrenin oluturulması ile durum deerlendirilmesi uygun görülmektedir.

Bir batarya sisteminin elektriksel davranıını ve performansının irdelenebilmesi için

elektriksel olarak ölçülebilen parametreler ile edeer devresinin modellenmesi

24

gerekmektedir. Elde edilen sistem modelinin gerçek deerler ile kalibre edilmesi ve

dorulanmasına yönelik çalımalar mevcuttur. Bu çalımalarda devre modelleri

MATLAB/Simulink tabanlı modeller olmakla birlikte parametrik ölçümler için

gerekli yazılım ve donanım ürünlerinin bulunması gerekmektedir [47].

Literatürde en yaygın olarak kullanılan batarya hücresi empedans modeli ekil 3.1

deki gibidir [20].

ekil 3.1 : Batarya hücresi empedans modeli.

RhfZnZpZhücre ++= (3.1)

Parametreler:

Lp : pozitif elektrot endüktansı

Cdl,p : pozitif elektrot çft katman kapasitesi (double layer)

Rct, p : pozitif elektrot arj transferi direnci

Zw,p : pozitif warbung empedansı (iyon difuzyonu)

Rhf : yüksek frekans direnci (mohm mertebesinde, 100 Hz den yüksek

empedanslardaki reel kısım)

Ln : negatif elektrot endüktansı

Cdl,n : negatif elektrot çift katman kapasitesi (double layer)

Rct, n : negatif elektrot arj transferi direnci

Zw,n : negatif warbung empedansı (iyon difuzyonu)

Li-iyon hücreler ve süperkapasitör hücrelerin benzetim çalımalarında kullanılmak

üzere modellenebilmesi için devre modeli parametrelerinin atanması gerekmektedir.

EES yöntemi ile farklı frekansta ac iaretler ile elde edilen cevaplar farklı kinetik

adımlardan olumaktadır. Bu yöntemde ufak bir ac akım hücre kutuplarından

gönderilerek gerilim cevabı irdelenir. aret frekansı deitirilerek elde edilen

25

Nyquist diyagramından devre elemanları hesaplanarak benzetim için model elde

edilebilmektedir [48].

3.2 Birletirilmi Hücre Modeli

Hücrede negatif ve pozitif elektrotların ayrı ayrı parametrelerle incelemesi için yarı

hücre test yöntemleri kullanılmaktadır. Hücre bütünlüünü bozmadan parametrik

analiz yapabilmek için hücreyi, bütün (birletirilmi) olarak analiz etmek

gerekmektedir. Hücre bütünselliini bozmadan ekil 3.2 de görüldüü biçim de

hücre modellemesi, yaygın olarak kullanılmaktadır.

ekil 3.2 : Birletirilmi hücre modeli.

Bu modele göre Uk elektrotlar üzerindeki kinetik gerilim düümleri toplamı, Ud ise

difüzyondan dolayı meydana gelen gerilim düümleridir. U ise bataryanın toplam

seri direncinin yarattıı omik gerilim düümüdür. Bu gerilim düümlerinin yönleri

Ibat batarya akımının yönüne göre deiiklik göstermektedir. Hücre akım deerinde

oluacak deiiklikler kinetik ve difüzyon gerilim düümlerinde deiiklie sebep

olacaklarıdır. Bu deiikliklerin süreleri RC devrelerinden (RdCd ve RkCk) gelen

zaman sabitleri tarafından belirlenmektedir.

Rd ve Rk bataryanın arj ve depolama süresi ve yalanma gibi genel durumu

hakkında bilgi vermektedir. R ise bataryanın elektrotlar, elektrolit ve toplam seri

direncini göstermektedir. bir baka deyile, devre üzerindeki tüm gerilim düümleri

birçok deiken durumun göstergesidir [2, 25].

3.3 EES Deneysel Yöntemi ile Model Karakteristiklerinin Çıkartılması

Batarayların kinetik karakteristiklerinin ortaya çıkartılması amacı ile kullanılan

elektriokimyasal yöntemlerden biri EES yöntemidir. Yöntem, yarı hücre

26

karakteristiklerinin irdelenmesi amacı ile uygulanabildii gibi, hücre bütünsellii

bozulmadan, bütünleik hücrelerin karakterizasyonu içinde kullanılabilir.

Elektrokimyasal hücrenin pozitif ve negatif elektrotları arasına, arj ve dearj ilemi

balatmayacak genlik boyutunda (genelde bataryalar için 10mV) alternatif gerilim

iaretleri uygulanır. Belirli frekans spektrumunda uygulanan bu gerilimler, hücrede

küçük akımlar meydana getirerek, her bir frekansa ait empedans deerlerini

oluturmaktadırlar. EES si elektrokimyasal sistemler hakkında kinetik ve mekanistik

olarak doru sonuçlar vermektedir. Bu nedenle korozyon, bataryalar, elektrosentez

ve elektrokaplama gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Empedans spektroskopisi, batarya türlerine göre farklılık göstermeklebirlikte, arj

durumu seviyesindeki deiiklik, elektrotlitin mikro yapısı ve dokusu, elektrotların

yapısına göre deiiklik göstermektedir [42]. Bu nedenle eit arj seviyelerinde ve

aynı elektrokimyasal yapıya sahip edeer hücrelerde, empedans spektroskopisinin

farklılık göstermesi, hücre içi kinetik ve mekanistik deiiklikler (kütle transferleri,

kimyasal reaksiyon oranları, korozyon oluumları, mikroyapı deformasyonları,

dielektrik özellikler gibi) olduunun göstergesi olarak kabul edilebilir. Tüm bu

alanlardaki performansı derinlemesine inceleyebilmek için EES yöntemi ile

parametrik analiz yapılarak devre çözümlerine gidilmektedir.

3.4 EES ile Elde Edilen Bölgelerin Tanımlanması

EES yöntemi, omik bir test yöntemi olup, hücrede pozitif ve negatif elektrotlar

arsında iaret gönderilerek uygulanmaktadır. Bu iaret, gerilim iareti olabildii gibi

akım iareti de olabilir. Yöntem, belli bir frekans aralıında hücre empedansı

taranarak kinetik davranıların incelenmesinde yaygın olarak kullanılır. EES

yönteminde çoklu ve tekli sinüs seçenekleri olup, bu çalımada her bir frekansın sıra

ile gönderilip cevabının Nyquist grafiinde gösterildii “tekli sinüs” seçenei

kullanılmıtır. Empedans ölçümlerinde kullanılan frekans aralıı 5kHz ile 5mHz

arasında, logaritmik olarak 40 deer ölçekli alınmıtır. Elde edilen empedans

deerleri A=1 cm2 lik elektrot yüzey alanına karılık gelen empedans deerleridir.

Katı elektrolitli elektrokimyasal hücreler için frekanslara balı olarak deien

empedans deerlerinin, kinetik davranıın hangi aamasına denk geldii genel

ifadeler ile ekil 3.3’te, iyonik iletim ise ekil 3.4’te gösterilmitir [21].

27

Bu çalımada, ölçüm alınan 5 kHz – 5mhz ölçüm aralıında karımıza çıkan

empedans deerleri ile, izolasyon katmanı, arj transferi ve difüzyon bölgelerindeki

kinetik deiikler görülmektedir.

ekil 3.3 : Elektrokimyasal süreçlerin EES de daılımı.

ekil 3.4 : yonik iletim.

3.5 EES ile Randles Edeer Devresi Parametrelerinin Elde Edilmesi

EES ile belirli bir frekansta gerçekletirilen tarama sonucunda, herbir frekans

deerine karılık empedans deerleri elde edilmektedir. Kinetik adımların hızları

28

birbirlerinden farklı olduu durumlarda herbir frekansta farklı bir hızda davranı elde

edilir. Bu durum, R ve C elemanlarından oluan devrelerde farklı zaman sabitlerinin

olumasına sebebiyet vermektedir. ekil 3.5 te bir Nyquist diyagramında kinetik

kontrol bölgesi ile kütle transferi kontrol bölgesi gösterilmitir.

ekil 3.5 : Kinetik ve kütle transeri kontrol bölgeleri.

Randles tarafından önerilen ve yaygın olarak kullanılan klasik hücre modeli, ekil

3.6’daki gibidir [50].

ekil 3.6 : Klasik (Randles) edeer devre empedans modeli.

Elektrolit Direnci (Ro): Çözelti direnci elektrokimyasal hücrenin empedansında

önemli bir faktördür. yonik bir çözeltinin direnci iyonik konsantrasyona, iyon tipine,

sıcaklıa ve akım taıyan geometrik alana balı olarak deimektedir.

Çift Tabaka Kapasitesi (Cdl): Elektriksel çift tabaka kapasitesi, elektrot ile onu

çevreleyen elektrolit arayüzünde olumaktadır. Bu çift tabaka kapasitesi çözeltiden

elektrot yüzeyine doru olumaktadır [25-27].

29

Polarizasyon Direnci (Rct): Eer bir elektrodun potansiyel deeri açık devre

potansiyelinden farklı bir deere gelmeye zorlanırsa elektrot polarize olur. Bir

elektrot polarize olduunda ise akım elektrot yüzeyinde akar. Bir hücre içinde

elektrot açık devre potansiyelinde korozyona uruyorsa potansiyel iki

elektrokimyasal yarı hücre reaksiyonu arasındaki denge ile kontrol edilmektedir.

Bunlardan biri anodik dieri ise katodik akımdır. Açık devre potansiyeli anodik ve

katodik akımların eitlendii yerde sonlanmaktadır. Her bir reaksiyon için akım

deeri korozyon akımı olarak bilinmekte ve yeni bir parametre olan polarizasyon

direnci (Rct) ortaya çıkmaktadır.

Difüzyon, Warburg Empeansı (Zw): Difüzyon, Warburg empedansı olarak bilinen

empedansı meydana getirmektedir. Bu empedans deeri potansiyel bozulması

frekansına balı olarak deimektedir. Yüksek frekanslarda Warburg empedansı

küçüktür çünkü difüzyon tanecikleri çok uzaa doru hareket edemezler. Düük

frekanslarda ise tanecikler daha uzaa difüze olduklarından dolayı Warburg

empedansları artmaktadır [22, 23]. EES’si yöntemi ile elde edilen Nyquist

diyagramlarından ekil 3.7’de gösterilen noktalar ile parametreler çıkartılabilir.

ekil 3.7 : Nyquist diyagramı ile parametrik analiz.

Ro’ın hesaplanması: Ro, Nyquist diyagramında yüksek frekans bölgesinde,

empedans deiim grafiinin reel ekseni kestii bölgedir. Bu bölgede imajiner deer

sıfır olduundan;

jXcRZ += (3.2)

denkleminde,

30

0=jXc (3.3)

RoZ = (3.4)

elde edilir.

Cdl’nin hesaplanması: Nyquist diyagramında dairesel yapının tepe noktasında, elde

edilen en yüksek imajiner empedans deeri (3.5) de verilen açısal frekans ile;

fπω 2= (3.5)

CdlXc

ω1= (3.6)

ω.XcCdl = (3.7)

elde edilir.

Rct’nin hesaplanması: Polarizasyon direnci, Nyquist diyagramında yarı dairenin

alçak frekans bölgesinde imajiner deerin sıfır olduu bölgededir. Bu noktadaki

toplam empedans deeri imajiner deer olmadıı için omik bir deerdir. Bu deerden

Ro deeri çıkartılarak Rct polarizasyon direnci;

RctRoZ += (3.8)

RoZRct −= (3.9)

elde edilir.

Zw’un hesaplanması: Difüzyonu belirten Warburg empedansı, Nyquist diyagramının

düük frekans bölgesinde görülen, hücre içinde kütle transferine karılık gelmektedir.

Zw, Düük frekansta imajiner empedans bileeninin reel bileene oranı olarak

hesaplanır. Dorusal bölgenin eimidir ().

ZreZim

Zw = (3.10)

31

4 . DENEYSEL ÇALIMA

Deneysel çalımalar ile, çeitli arıza durumlarını meydana getirerek inceleme

gerçekletirilebilmesi için bir dizi hücre testi planlanmıtır. Bu hücre testlerinin

gerçekletirilmesindeki amaç, bir hücrenin;

1) Normal çalıma koullarına göre parametrik deiimlerinin incelenmesi,

2) Aırı dearj edildii çalıma koullarına göre parametrik deiikliklerin

incelenmesi,

3) Aırı arj durumlarındaki çalıma koullarına göre parametrik deiimlerin

incelenmesidir.

Buradaki parametrik deiimler, hücrelerin Randles edeer devresine göre

hesaplanan parametrelerin deiimleridir.

4.1 Deney Altyapısı

Tüm deneyler, TÜBTAK Marmara Aratırma Merkezi Enerji Enstitüsü Batarya

Aratırmaları Laboratuvarı’nda gerçekletirilmitir. Bu laboratuvarda kullanılan tüm

cihazlar, kalite sistemi gerei, belirli dönemlerde kalibre edilmekte, bakım ve

onarımları yetkili servislerince salanmaktadır. Laboratuvar aynı zamanda bu

cihazlar ile endüstriyel hizmetler vermekte ve sanayinin ithiyacı olan teknik destei

Ar-Ge projeleri ile gerçekletirmektedir. Deneylerde temelde, standart

ekipmanlardan farklı olarak iki adet cihaz kullanılmıtır. Bunlardan biri batarya test

sistemi (ekil 4.1) dir. Batarya test sisteminde hücrelerin çevrim, arj, dearj

prosedürleri için özel yazılım programı ile programlanarak, test prosedürleri

oluturulmutur. Bu test sisteminde kullanılan kanalların gerilim sınırı en fazla 20V,

akım sınırı ise 3A seviyelerindedir.

32

ekil 4.1 : Batarya test sistemi.

Deney altyapısı olarak kullanılan bir dier cihaz ise potansiyostat/galvanostat

elektrokimyasal test cihazıdır. Bu cihaz ile batarya test sisteminde ileme tabi tutulan

hücreler, testler öncesinde ve sonrasında randles edeer devresi’nin parametrelerinin

çıkartılması için kullanılmıtır. Devre parametreleri çıkartılırken, tekli sinüs dalgalı

EES’si kullanılmıtır. Cihazın 1Mhz ile 1 Hz arasında, güç kaynaı ile birlikte,

10V ile 20A arasında akım/gerilim iareti oluturabilme ve bu iaretleri hücre/yarı

hücre testleri için programlayabilme özellii vardır. ekil 4.2 de cihaz ve güç

kaynaı gösterilmitir.

ekil 4.2 : Potansiyostat/galvanostat ve güc kaynaı.

Her iki cihaz da bilgisayar arayüzü ile kontrol ve kumanda edilmektedir. batarya test

sisteminin yazılımı BaSyTec ©, potansiyostat/galvanostat test sisteminin yazılımı ise

PARSTAT Power Sine © dır. Testler bu yazılım programları ile organize edilmi ve

gerçeklenmitir. Arıza çeitlerini sınıflandırabilmek için, arıza durumlarının

parametrelerinin ölçülebildii bir test düzenei kurulmutur. Bu düzenek ile, arıza

öncesi parametrik deiimlerin takibi yapılabilmekte ve bilgisayar ortamında veri

olarak saklanabilmektedir. Test düzenei balantı eması ekil 4.3 deki gibidir.

33

ekil 4.3 : Test düzenei balantı eması.

Bir bilgisayar yardımı ile, batarya test sistemi ve potansiyostat/galvanostat test

sistemi kontrol edilmi, elde edilen tüm veriler, hücrelerin üzerlerindeki üretim seri

numaralarının son üç rakamına göre kodlanarak tasnif edilmitir. Düzenli aralıklar ile

elde edilen verilerin depolanması gerçekletirilmitir.

4.2 Deneylerde kullanılan Li- iyon Polimer Hücreler

arj ve dearj karakteristiklerinin incelenecei hücreler, KOKAM firmasının SLPB

526495 tipindeki Li-iyon polimer hücrelerdir. Bu hücrelere ait teknik veriler Çizelge

4.1’de verilmitir. Bu hücreler, aynı zamanda rafta hazır olarak satılan ve hücre

olarak tedarik edilebilen hücrelerdir. Birçok üretici firma, ürünlerini batarya haline

getirerek yüksek kar marjları ile satı gerçekletirmeyi tercih etmektedir. KOKAM,

sadece hücre olarak satı gerçekletiren üreticilerden biridir. Teknolojik olarak

pazardaki konumu ve yüksek enerji ve güç younlukları nedeni ile tercih edilen bu

hücrelerin birim fiyatı 100 ABD doları seviyelerindedir. Günümüz artlarında bir

elektrikli ya da hibrid elektrikli araç için bu tip hücrelerden olumu bir bataryanın

satı bedeli, 50 ile 100 bin ABD doları seviyelerindedir. Böylesi maliyetli sistemlerin

olası arızalarını incelemek güvenlik gerekçeleri ile birlikte bu açıdan da kritik önem

arz etmektedir [36].

34

Çizelge 4.1 : KOKAM SLPB 526495 Li-iyon polimer hücre teknik çizelgesi.

Tipik Kapasite (C5)

(0.5C ile dearj, 4.2~2.7V @ 25°C) 3.3Ah

Nominal Gerilim 3.7V

Maksimum Akım 3.3A arj Koulları

Maksimum Gerilim 4.2V

Sürekli Dearj Akımı 6.6A

Akım Tepe Deeri 16.5A Dearj Koulları

Kesme Gerilimi 2.7V

Çevrim Ömrü >500 çevrim

arj durumu 0~40°C Çalıma Sıcaklıı

Dearj durumu -20~40°C

Kalınlık 5.4 mm

Gemilik 64 mm Boyutlar

Uzunluk 95 mm

Üretici firma tarafından bu hücreler için önerilen arj yöntemi SA-SG arj

yöntemidir. Bu arj yöntemi iki aamalı olup, 1. aamada hücre arj akımı sabit

tutulur ve hücre geriliminin maksimum hücre gerilimi seviyesine ulaması beklenir.

Bu deere ulaılınca 2. aamaya geçilir ve maksimum hücre gerilimi sabit tutularak,

hücre arj akımı genelde (1/20)C akım deerine düünceye kadar arj ilemi devam

eder, bu deere eriilince arj ilemi sona erdilir.

KOKAM SLPB 526495 tipi hücreler için bu deerler;

I. Aama arj ilemi için maksimum 3.3A (I arj =3A, cihaz limiti) ile 4.2V a

eriilinceye kadardır (Tsa arj). Bu esnada, hücre ısıl olarak da zorlanmadan

kapasitesinde akım ile arj edilmitir.

II. Aama arj ilemi 4.2V sabit gerilim ile akım deeri 0.165A e düünceye

kadardır (Tarj). Hücre maksimum gerilimi, izolasyonu zorlayan bir

parametredir. Bu nedenle hücrelerin arjı esnasında gerilime sınır konması

tercih edilmektedir. Bir önceki aamada, hücre için C5 anma akımına göre bir

akım ile arj ilemi olduundan, 4.2V gerilime ulaılmı, ve bu aamaya

geçilmitir. Gerilimin sabit tutulması ile hücre üzerinden geçen arj akımı

kabul edilebilir bir minimum bir seviyeye indii zaman-ki bu deer Li temelli

35

hücreler için genelde C10, C20 gibi bir deer kabul edilir [25]- arj ilemi

tamamlanmı sayılır.

ekil 4.4’te testlerde kullanılan Li-iyon polimer hücreler, ekil 4.5 te bu hücre arjı

için oluturulmu SA-SG arj prosedürü gösterilmektedir. Bu art yöntemi baarı ile

uygulanması durumunda, hücrenin D nın (doluluk orarının) % 100 olduu kabul

edilmitir.

ekil 4.4 : Testlerde kullanılan Li-iyon polimer hücrelerden ikisi.

ekil 4.5 : SA-SG arj prosedürü.

Test sistemi ile hücrelere uygulanan bu arj yönteminin bir hücre üzerinde

oluturduu akım ve gerilim grafii ekil 4.6’da verilmitir.

36

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Süre[h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A]

ekil 4.6 : SA-SG arj ilemi için akım gerilim erileri.

4.3 Hücre artlandırma Prosedürü

Tüm test edilecek hücreler, kendiliinden dearj, farklık formasyon arjları gibi

ilemlerden dolayı oluabilecek dengesizlikleri gidermek için testlerden önce

artlandırmaya tabi tutulmulardır. Bu artlandırma için 5 çevrim yarı yükte dearj ve

bunun ardından SA-SG arj ilemi uygun görülmütür. Böylelikle testlere

balamadan önce hücrelerin arj durumlarının eitlenmesi salanmıtır. ekil 4.7 de

hücre artlandırma test prosedürü verilmitir. Hücrelerin artlandırılması, her bir

hücre için bir günden fazla sürmütür.

37

ekil 4.7 : Hücre artlandırma prosedürü.

Test sistemi ile hücrelere uygulanan bu artlandırma test prosedürünün bir hücre

üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafii ekil 4.8’de verilmitir.

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30

Süre [h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A]

ekil 4.8 : artlandırmanın oluturduu akım ve gerilim grafikleri.

38

Böylelikle test edilecek hücreler, testlerden önce artlandırılarak balangıç arj

durumları mümkün mertebe birbirlerine eitlenmitir.

4.4 Çevrim Testleri (ÇT)

Hücre çevrim testleri, hücrelerin anma deerleri ile anma sınır deerleri çerçevesinde

dolma ve boalma karakteristiklerinin ortaya çıkartılması amacı ile planlanmı ve

gerçekletirilmitir. Bu çevrimler yirmierli olarak gruplandırılmı ve her bir yirmi

çevrim sonrasında EES uygulanarak Randles edeer devresi parametreleri elde

edilmitir. Hücre çevrim testlerinde iki adet hücre kullanılmıtır. Bunlar, 222 ve 295

numaralı hücrelerdir.

4.4.1 ÇT için test prosedürü

Çevrim testleri prosedürü, hücrelerin yarı yükten az bir deer ile arj sonu gerilim

seviyesi olan 2.7V’a kadar dearj edilmesi ve tekrar SA-SG arj metodu ile arj

edilmesini içermektedir. ekil 4.9’da çevrim testleri prosedürü gösterilmektedir.

ekil 4.9 : Çevrim için test prosedürü.

Test sistemi ile hücrelere uygulanan bu artlandırma test prosedürünün bir hücre

üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafii ekil 4.10’da verilmitir.

39

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Süre[h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A] ekil 4.10 : Çevrimin hücreler üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafikleri.

4.5 Aırı Dearj Testleri (ADT)

Aırı dearj testleri ile hücrelerde aırı dearj test prosedürleri ile meydana

gelebilecek kinetik deiikliklerin yakalanabilmesi hedeflenmitir. Aırı dearj

testlerinde, hücre ilk önce anma deerlerinde dearj edilmitir. Daha sonra bu

noktadan itibaren dearj akımı ve arj durdurma gerilim seviyesi daha düük

seviyelere çekilerek testler devam ettirilmitir. Hücreler bir miktar bu düük arj ve

gerilim sayesinde bekletilerek, olası etkinin hücre üzerinde olumasına fırsat

verilmitir. Daha sonra hücre, düük bir akım seviyesi ile, anma düük gerilim

seviyesine kadar yükseltilmi ve anma deerlerinde arj ilemi balatılmıtır. Aırı

dearj testlerinde 8 adet Li-iyon polimer hücre kullanılmıtır. Bu hücrelerden 4

tanesine 6, kalan 4 üne de 12 aırı dearj test prosedürü pepee uygulanmıtır.

4.5.1 ADT için test prosedürü

Hücrelerin aırı dearj durumlarına karı gösterdikleri cevabı incelemek üzere, 4 adet

önceden artlandırılmı hücreye ekil 4.11 de gösterilen test prosedürü

uygulanmıtır. Test sistemi ile hücrelere uygulanan 6 aırı dearj ADT test

prosedürünün bir hücre üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafii ekil 4.12’de

verilmitir.

40

ekil 4.11 : ADT test prosedürü.

Test sistemi ile hücrelere uygulanan 6 ADT test prosedürünün bir hücre üzerinde

oluturduu akım ve gerilim grafii ekil 4.12 de verilmitir.

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Süre[h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A] ekil 4.12 : 6 ADT nin hücreler üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafikleri.

74, 76, 77 ve 78 numaralı hücrelere 12 ADT test prosedürü uygulanmıtır. Bu

prosedür ekil 4.13 de gösterilmitir.

41

ekil 4.13 : 12 ADT test prosedürü.

Test sistemi ile hücrelere uygulanan 12 ADT test prosedürünün bir hücre üzerinde

oluturduu akım ve gerilim grafii ekil 4.14’te verilmitir.

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Süre[h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A] ekil 4.14 : 12 ADT nin hücreler üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafikleri.

42

4.6 Aırı arj Testleri (AT)

Aırı arj ileminin Li-iyon polimer hücreler üzerinde etkisini incelemek için 8 adet

hücreye Aırı arj test prosedürü uygulanmıtır.

Bu hücreler, 179, 469, 209 ve 210 1 ve 2 saatlik Arı arj, 231, 232, 238 ve 239 3

saatlik aırı dearj olmak üzere gruplandırılmıtır. 1 saatlik aırı arj edilen ilk 4

hücrelik grup, 1 saat kadar bu arj seviyesinde bekletilerek, üzerine yüklenene aırı

arj seviyesi düürülmü ve EES’ne tabi tutulamulardır. Böylelikte 1 saatlik

bozulmanın etkisinin incelenmesi gerçekletirilmitir. Etkiler yorumlanarak, aynı

hücrelere 2 saatlik, 01C seyisinde bir aırı arj uygulanmı ve dinlendirme fazından

sonra yüklenen aırı arj dearj edilmi, hücreler EES’ne alınmılarıdır. Son olarak

ikinci 4 lü grup 3 saatlik ve 01C lik bir aırı arja tabi tutulmu ve dinlendirilmi,

daha sonra dearj edilmitir. Test balangıcı ve bitilerinde Randles devresi

parametreleri elde edilerek deiiklikler sınıflandırılmıtır.

4.6.1 AT için test prosedürü

Hücrelere uygulanan 1 saatlik ve 01C, 330mA lik aırı arj test prosedürü ekil

4.15’de gösterildii gibidir.

ekil 4.15 : 1h 01C aırı arj prosedürü.

Test sistemi ile hücrelere uygulanan 1h 01C aırı arj test prosedürünün bir hücre

üzerinde oluturduu akım ve gerilim grafii ekil 4.16’da verilmitir.

43

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

Süre[h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A] ekil 4.16 : 1h01C AT nin hücre akım ve gerilim grafikleri.




44

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Süre[h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A] ekil 4.18 : 2h01C AT nin hücre akım ve gerilim grafikleri.




45

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Süre[h]

I[A

] U

[V]

U[V] I[A] ekil 4.20 : 3h 01C AT test prosedürünün hücrel akım ve gerilim grafikleri.

4.7 Deneysel Bulgular

Test sonuçları deerlendirilirken, hücrelerin elektrokimyasal empedans yöntemi ile

elde edilen Nyquist erilerinden yararlanılmıtır. Randles edeer devresi

elemanlarından Elektrolit direnci (Ro), Çift tabaka kapasitesi (Cdl) ve Polarizasyon

direnci (Rct) parametreleri deiimi de hücre salamlık durumu sınıflandırılması için

deerlendirmeye alınmıtır. Bununla birlikte gelitirilen devre modeli (ekil 4.21)

ile hücrelerin arıza tanısı ve pil salamlık durumlarının daha iyi yansıtlacaı

görülmütür.

ekil 4.21 : Arıza tanısı için önerilen devre modeli.

46

Arıza tiplerine göre devre elemanlarında oluan deiiklikler ve kıyaslamaları

Çizelge 4.2 de gösterilmitir.

Çizelge 4.2 : Devrelere göre dahil olan devre elemanları.

Ro Ros Rct Rcts Rctp Cdl Cdls Cdlp

Randles Edeer Devresi x -- x -- -- x -- --

Arıza Tanısı Devre Modeli x x x x x x x x

Hücre Çevrimi Devresi x -- x x -- x x --

Aırı Dearj Devresi x x x -- x x -- x

Aırı arj Devresi x x x x -- x x --

4.7.1 Çevrim testleri sonuçları

Gerçekletirilen çevrimlerin neticesinde, klasik devre modelinin geçerli olduu, Ro

elektrolit direncinde belirgin bir deiim olmadıı gözlemlenmitir. Bununla beraber,

40 ıncı çevrimden sonra polarizasyon direnci Rct nin balangıç deerine göre az

arttıı ve bunun ancak ilave bir “Rcts” devre elemanının Rct ye seri olarak

balanması ile meydana gelebilecei sonucuna varılmıtır.

Çift tabaka kapasitesi Cdl nin ise azaldıı görülmü, devreye “Cdls” devre

elemanının Cdl ye seri olarak balanması neticesinde modelin geçerli olacaı

sonucuna varılmıtır (ekil 4.22).

ekil 4.22 : Anma deerlerde hücre çevriminin hücre edeer devresine etkisi.

47

4.7.2 Aırı dearj testleri sonuçları

Aırı dearj testleri sonuçlarında, Ro elektrolit direncinde bir artı gözlemlenmi ve

bu artı ilave bir “Ros” direncinin devreye eklenmesi ile açıklanmıtır (ekil 4.23).

Ayrıca Cdl çift tabaka kapasitesinde artı meydana gelmitir. Bu artı devre üzerinde

Cdl kapasitesine ilave bir “Cdlp” kapasitesinin paralel olarak balanması ile

tanımlanmıtır. Rct polarizasyon direnci elemanına paralel olarak balanan bir

“Rctp” elemanı ile Rct nin dümesi, aırı dearj testlerine özgü bir sonuç olarak

karımıza çıkmaktadır.

ekil 4.23 : Aırı dearjın hücre edeer devresine etkisi.

ekil 4.24 te I noktasında Ro, II noktasında Cdl ve III noktasında Rct deerleri

hesaplanmaktadır. Bu noktalar Ro için 2.46 kHz, Cdl için 71,3 Hz ve Rct için 713 Hz

te elde edilmitir.

ekil 4.24 : Hücre testleri ve aırı dearj testleri için örnek Nyquist diyagramı.

-5

0

5

10

15

15 20 25 30 35 40 45

Z re [mohm]

Z im

[moh

m]

I

II

III

48

4.7.3 Aırı arj testleri sonuçları

Gerçekletirilen aırı arj testleri neticesinde, klasik devre modelinin yeterli olmadıı

ve 01C ile 2 saati geçen aırı arj durumlarında yeni bir yarı çemberin olutuu

görülmütür. Ro elektrolit direncine bir “Ros” elemanının seri olarak devreye

eklenmesiyle artı gösterdii gözlemlenmitir. Polarizasyon direnci Rct nin,

balangıç deerine göre arttıı ve bunun ancak ilave bir “Rcts” devre elemanının Rct

ye seri olarak balanması ile meydana gelebilecei sonucuna varılmıtır. Çift tabaka

kapasitesi Cdl nin ise belirgin olarak azaldıı görülmü, devreye “Cdls” devre

elemanının Cdl ye seri olarak balanması neticesinde modelin bu durumu yansıtacaı

sonucuna varılmıtır (ekil 4.25).

ekil 4.25 : Aırı arjın hücre edeer devresine etkisi.

Özellikle aırı arj durumlarının daha detaylı incelenmesinin düünüldüü

çalımalarda, hücre karakteristiklerinin analizi için u ana kadar incelenen Nyquist

diyagramı noktalarına (I, II ve III) ekil 4.26 da gösterilen IV ve V noktalarının da

ilave edilmesi ve devrenin daha da gelitirilmesinin çalımaya katkısı olacaı

deerlendirilmektedir.

ekil 4.26 : Aırı arj testleri için örnek Nyquist diyagramı.

-10

0

10

20

30

40

50

60

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Z re [mohm]

Z im

[moh

m]

I

II

III

IV

V

49

ekil 4.27’de arıza durumlarına göre Nyquist diyagramlarının deiimi

gösterilmitir.

Arızalara Göre Nyquist Erileri

-10

0

10

20

30

40

50

0 20 40 60 80 100 120 140

Z re [mohm]

Z im

[moh

m]

HÇT ADT AT

ekil 4.27 : Arıza durumlarına göre Nyquist erileri.

Testler neticesinde oluturulan parametrik farklar Çizelge 4.3 te verilmitir. Bu

Çizelgede 20’er çevrim ile hücre çevrim deerleri, 6’ar çevrim aırı dearj

parametrik deiimleri ve 1 er saatlik farklar ile 01C akım seviyesinde aırı arj

ilemi neticesinde meydana gelen parametrik farklar özetlenmitir.

Çizelge 4.3 : Testler sonucu elde edilen ortalama parametrik deiimleri.

Ro Rct Cdl [mohm] [mohm] [mF] Balangıç deeri 21,36 14,38 511,37 dyeni 0,00 0,00 0,00 d20HÇ 0,42 -1,22 83,54 d40HÇ 1,57 -1,66 94,67 d60HÇ 1,85 3,55 -54,00 d80HÇ 1,67 3,45 -61,70 d6 AD -0,17 -2,18 73,30 d12 AD 5,14 -3,50 111,34 d1hA 7,16 19,05 -241,38 d2hA 9,31 21,33 -237,82 d3hA 8,11 22,71 -243,33

Hücre Çevrim Testleri için test sonuçları Çizelge 4.4 te, Aırı Dearj Testleri için test

sonuçları Çizelge 4.5 ve Çizelge 4.6 da, Aırı arj Testleri için test sonuçları ise

Çizelge 4.7, Çizelge 4.8 ve Çizelge 4.9 da özetlenmitir.

50

Çizelge 4.4 : 222 ve 295 numaralı hücreler için Hücre Çevrim Testleri öncesi ve sonrası test sonuçları.

222.0Ç 222.20Ç 222.40Ç 222.60Ç 222.80Ç

f Zre Zim Zre Zim Zre Zim Zre Zim Zre Zim [Hz] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm]

0,713 34,31 0,77 33,00 0,51 32,79 0,51 42,27 0,72 39,76 0,93

71,3 26,57 4,91 26,53 4,29 26,72 4,28 31,88 5,45 29,36 5,79

2460 18,65 -0,30 18,50 0,65 18,89 0,38 23,72 -0,22 20,65 0,53

295.0Ç 295.20Ç 295.40Ç 295.60Ç 295.80Ç


0,713 35,91 0,83 35,62 0,52 37,25 0,48 38,74 1,00 40,68 0,80

71,3 27,60 5,19 28,77 4,20 30,84 4,04 27,12 6,08 29,89 5,94

2460 19,54 -0,91 20,53 0,49 22,43 0,65 18,17 0,44 20,87 0,88

Çizelge 4.5 : 185, 186, 189 ve 190 numaralı hücreler için 6 Aırı Dearj Testi öncesi ve sonrası test sonuçları.

185.0AD 185.6AD 186.0AD 186.6AD f Zre Zim Zre Zim Zre Zim Zre Zim

[Hz] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] 0,713 37,03 0,61 35,12 0,55 36,36 0,80 31,92 0,66 71,3 28,82 4,82 29,46 4,03 28,44 4,91 26,42 4,19 2460 20,62 0,42 21,53 -0,21 20,22 0,69 19,02 0,12


[Hz] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] 0,713 41,48 0,58 32,16 0,70 32,05 0,66 38,34 0,66 71,3 35,56 4,24 26,98 3,86 25,70 4,61 32,97 4,01 2460 27,03 0,45 19,15 0,10 17,50 0,05 25,00 0,15

Çizelge 4.6 : 74, 76, 77 ve 78 numaralı hücreler için 12 Aırı Dearj Testi öncesi ve sonrası test sonuçları.





51

Çizelge 4.7 : 179, 469, 209 ve 210 numaralı hücreler için 1 saat Aırı arj Testi öncesi ve sonrası test sonuçları.

179.0A 179.1hA 469.0A 469.1hA f Zre Zim Zre Zim Zre Zim Zre Zim














52

4.8 Edeer Devre Parametrelerinin Deiim Fonksiyonları

Gerçekletirilen deneyler sonucunda edeer devre parametrelerinde görülen

deiimler birer fonksiyon olarak tanımlanmıtır. Bu fonksiyonlar test edilen hücre

tipi ve sayısı için geçerlidir, daha çok örnekleme ile daha detaylı fonksiyonlar elde

etmek mümkündür.

Balangıç koulları olarak bütün hücrelerin parametrelerinin aritmetik ortalaması

alınmıtır. Birim deerler olarak hesaba katılan bu deerler aaıdaki gibidir:

Ω= mRo 36,21 (4.1)

Ω= mRct 38,14 (4.2)

mFCdl 37,511= (4.3)

4.8.1 Hücre çevrim testleri ile parametrelerin deiim fonksiyonları

Anma deerlerine göre gerçekletirilen Hücre Çevrim Testleri’nin parametrelere

göre deiim grafii, ekil 4.28 de gösterilmitir.

ekil 4.28 : Hücre Çevrim Testleri neticesinde elde edilen parametrik deiiklikler.

Hücre çevrim sayısına göre Ro, Rct ve Cdl parametrelerinin deiim fonksiyonları

aaıdaki denklemlerde [(4.4a), (4.4b), (4.4c), (4.5a), (4.5b), (4.5c), (4.5d), (4.6a),

(4.6b), (4.6c), (4.6d)] verilmitir.

53

0)(% =HÇdRo 100 ≤≤ HÇ (4.4a)

2)(% =HÇdRo 3010 ≤≤ HÇ (4.4b)

8)(% =HÇdRo 8030 ≤≤ HÇ (4.4c)

0)(% =HÇdRct 100 ≤≤ HÇ (4.5a)

10)(% −=HÇdRct 4010 ≤≤ HÇ (4.5b)

10)40(75,1)(% −−= HÇHÇdRct 6040 ≤≤ HÇ (4.5c)

25)(% =HÇdRct 8060 ≤≤ HÇ (4.5d)

HÇHÇdCdl 875,0)(% = 200 ≤≤ HÇ (4.6a)

5,17)(% =HÇdCdl 4020 ≤≤ HÇ (4.6b)

5,17)40(375,1)(% +−−= HÇHÇdCdl 6040 ≤≤ HÇ (4.6c)

10)(% −=HÇdCdl 8060 ≤≤ HÇ (4.6d)

4.8.2 Aırı dearj testleri ile parametrelerin deiim fonksiyonları

Aırı dearj test prosedürlerine göre gerçekletirilen Aırı Dearj Testlerinin

parametrelere göre deiim grafii, ekil 4.29 da gösterilmitir.

ekil 4.29 : Aırı Dearj Testleri neticesinde elde edilen parametrik deiiklikler.

54

Aırı dearj sayısına göre Ro, Rct ve Cdl parametrelerinin deiim fonksiyonları

aaıdaki denklemlerde [(4.7a), (4.7b), (4.8), (4.9)] verilmitir.

0)(% =ADdRo 60 ≤≤ AD (4.7.a)

ADADdRo 4)(% = 126 ≤≤ AD (4.7.b)

ADADdRct 2)(% −= 120 ≤≤ AD (4.8)

ADADdCdl 2)(% = 120 ≤≤ AD (4.9)

4.8.3 Aırı arj testleri ile parametrelerin deiim fonksiyonları

Aırı arj test prosedürlerine göre gerçekletirilen Aırı Dearj Testlerinin

parametrelere göre deiim grafii, ekil 4.30 da gösterilmitir.

ekil 4.30 : Aırı arj Testleri neticesinde elde edilen parametrik deiiklikler.

Aırı arj süresine göre Ro, Rct ve Cdl parametrelerinin deiim fonksiyonları

aaıdaki denklemlerde, “t” aırı arj süresi olmak üzere [(4.10a), (4.10b), (4.11a),

(4.11b), (4.12a), (4.12b)] verilmitir.

ttdRo 50)(% = hth 10 ≤≤ (4.10.a)

50)(% =tdRo hth 31 ≤≤ (4.10.b)

ttdRct 100)(% = hth 10 ≤≤ (4.11.a)

100)(% =tdRct hth 31 ≤≤ (4.11.b)

55

ttdCdl 50)(% −= hth 10 ≤≤ (4.12.a)

50)(% −=tdCdl hth 31 ≤≤ (4.12.b)

57

5 . ARIZA TANI ALGORTMASI

5.1 Bulanık mantık

Gelien teknolojiler ile endüstriyel sistemlerin daha karmaık hale gelmesi, bu

sistemlerin klasik kontrol yöntemleri ile kontrolünü güçletirmektedir. 1970’den

itibaren programlanabilen ilemcilerin sistemlerin kontrolünde yaygın olarak

kullanılmaya balaması, insan mantıına göre çalıan kontrol yöntemlerinin

geliimini ve daha yaygın olarak kullanımını salamıtır. Bu yöntemlerden biri de,

“Bulanık Mantıa” dayalı “Bulanık Kontrol” yöntemidir.

Geleneksel mantık, bir olayın sonucunu kesin bir ifade ile belirtir. Sonuç; ya

dorudur ya yanlıtır, ya 0’dır ya 1’dir, ya vardır ya yoktur, ya siyahtır ya beyazdır.

Sonucun, bu iki deerden baka bir deer alması söz konusu deildir. Olay olarak bir

odanın sıcaklıını düünecek olursak; 20°C ile 22°C arası “normal sıcaklık” olarak

kabul edilirse, 20°C ve 22°C’de dahil olmak üzere, bu iki sıcaklık deeri arasındaki

bütün sıcaklık deerleri, ekil 5.1’de gösterildii gibi normal, bu deerlerin

haricindeki bütün sıcaklık deerleri ise normal deil olarak kabul edilir. Dier bir

ifade ile, bu deerler ve bu deerler arasındaki bütün deerlerin üyelik deeri, yani

ait olma olabilirlii 1, bu sıcaklıklar dıındaki bütün sıcaklık deerlerinin üyelik

deeri 0’dır. Örnein 19.9 °C’lik bir sıcaklık deeri bile burada tanımlanan

geleneksel mantıa göre normal deildir. Halbuki, gerçekte durum farklıdır, 19.9

°C’lik sıcaklık deeri 20 °C deerine çok çok yakın bir sıcaklık deeridir ve

uygulamada, çok büyük bir yaklaıklılıkla normal olarak kabul edilebilir.

Bulanık mantık, geleneksel mantık gibi sadece kesin deerleri (ekil 5.1) deil; sınır

deerler arasında yer alan bütün mümkün deerleri kapsar ve deikenler, kesin

olmayan koullarla ifade edilirler. Yukarıdaki sıcaklık örneini bu defa bulanık

mantıkla yorumlandıında, ekil 5.2’de görüldüü gibi bir grafik ortaya çıkmaktadır.

58

ekil 5.1 : Geleneksel Mantık.

ekil 5.2 : Bulanık Mantık.

ekil 5.1 de görüldüü gibi, bulanık mantık’da, 20°C ve 22°C deerleri arasındaki

her sıcaklıın üyelik deeri 1’dir, yani bu sıcaklıklar arasında yer alan bütün

sıcaklıklar “normal” bulanık kümesinin tam elemanıdır. Bunun yanında, 18 °C’den

20 °C’ye kadar ve 22 °C’den 24 °C’ye kadar olan sıcaklık deerlerinin herbiri

“normal” bulanık kümesinin ayrı bir ait olma deerine sahip üyesidir. Bu nedenle

bulanık mantık, “çok deerli mantık” olarak da anılmaktadır. Örnein, 18 °C’lik

sıcaklık deeri, “normal” bulanık kümesinin 0 deerli üyesidir, dier bir ifade ile,

“normal” bulanık kümesine ait olma deeri sıfırdır, yani bu kümenin üyesi deildir.

19 °C’lik sıcaklıın “normal” bulanık kümesine ait olma deeri ise 0.5’dir.

Temel olarak insan düünü eklini örnek alan bu mantıkta, günlük hayatta

kullandıımız bir takım dilsel niteleyiciler kullanılarak olaylar tanımlanır ve buna

göre bir sonuç çıkarılır. Bu nedenle, bulanık mantık, “doal mantık” olarak da

adlandırılabilir.

5.2 Üyelik Fonksiyonları

Üyelik fonksiyonları, sistemin bulanık deikenlerini ifade etmek için kullanılan ve

genellikle biçimsel olarak gösterilen tanımlamalardır. Üyelik fonksiyonlarının ekli

59

ve sayısı ile ilgili olarak bir sınırlama söz konusu deildir. Bu durum tamamen

tasarımcının isteklerine ve sistemle ilgili tecrübelerine balıdır. Ancak

uygulamalarda genellikle; üçgen, trapez (yamuk) eklindeki fonksiyonlar, ya da

ikinci dereceden veya üçüncü dereceden polinomlar kullanılmaktadır.

Bulanık küme (BK), üyelik fonksiyonu (ÜF) ve üyelik derecesi (ÜD) kavramlarını

daha iyi anlamak için, örnek olarak bir odanın sıcaklıını göz önüne alalım; oda

sıcaklıını ekil 5.3’de görüldüü gibi, “normal (NR)”, “az sıcak (AS)”, “sıcak

(SC)” ve “çok sıcak (ÇS)” olarak, trapez eklinde dört bulanık kümeye ayırırsak,

24.5 °C’lik oda sıcaklıı, “az sıcak (AS)” bulanık kümesinin, 0.75 oranında üyesi,

“sıcak (SC)” bulanık kümesinin, 0.25 oranında üyesi, dier iki kümenin ise, sıfır

oranında üyesi olacaktır. Bu örnekten de anlaılacaı gibi, her bir durumun üyelik

derecesi, üyelik kümesinin temsil edildii fonksiyonun ekline balı olacaktır [51].

ekil 5.3 : BK, ÜF ve ÜD kavramlarının birbirleri ile ilikisi.

5.3 Arıza Tanı Algoritması MATLAB/Simulink Modeli

Arıza tanı algoritması MATLAB’in Bulanık Mantık Araçkutusu (Fuzzy Logic

Toolbox) ile gerçkeletirilmitir. Li-iyon polimer hücrelerin devre parametrelerinin

deiimleri; dR0 (dRo), dR1 (dRct) ve dC1 (dCdl) in arızalara göre ne ekilde

deiiklik gösterdii yapılan deneyler sonrasında belirlenmi ve bu deiikliklerin

kombinasyonları ile arıza atamaları gerçekletirilmitir.

Modelde Mamdani bulanık mantık araçkutusu kullanılarak “Bulanık Mantık Durum

Deerlendirilmesi” gerçekletirilmitir. Model giri parametreleri ekil 5.4’de

gösterildii gibi dR0, dR1 ve dC1 olarak belirlenmitir.

60

ekil 5.4 : Bulanık Mantık Durum Deerlendirme Algoritması Simulink modeli.

Elde edilen deney sonuçlarına göre belirlenen R0, R1 ve C1 parametreleri deiimine

ait üyelik fonksiyonları sırası ile ekil 5.5, ekil 5.6 ve ekil 5.7’de gösterilmitir.

Üyelik fonksiyonlarında Negatif Büyük (NB), Negatif Orta (NO), Sıfır (SS), Pozitif

Orta (PO) ve Pozitif Büyük (PB) deerlerine ait fonksiyonlar gösterilmitir.

ekil 5.5 : R0 parametresi deiimi üyelik fonksiyonları.

61

ekil 5.6 : R1 parametresi deiimi üyelik fonksiyonları.

ekil 5.7 : C1 parametresi deiimi üyelik fonksiyonları.

R0, R1 ve C1 parametreleri deiimine göre oluturulan Durum Belirleme

Algoritması’na ait kurallar ekil 5.8’de verilmitir.

62

ekil 5.8 : Durum belirleme algoritmasına ait kurallar.

Simulink modelinde Li-polimer hücre durum belirleme algoritmasına ait Durum

üyelik fonksiyonları ekil 5.9 da verilmitir.

ekil 5.9 : Durum üyelik fonksiyonları.

63

Oluturulan algoritma ile ölçüm neticesinde elde edilen parametrelerin modele

girilmesi ile birlikte “Durum Deeri”, “Bulanık Mantık Durum Deerlendirme

Algoritması” ile belirlenmektedir. ekil 5.10 da örnek bir durum deerlendirmesi

gösterilmitir.

ekil 5.10 : Örnek bir durum deerlendirmesi.

ekil 5.11 de ise durum deerlendirme algoritması ile gerçekleen deer bulma

ileminin grafiksel gösterimi verilmitir.

ekil 5.11 : Örnek durum deer bulma algoritması grafiksel gösterimi.

Burada R0 deeri için girilen örnek deiiklik deeri, R0 ın üyelik fonksiyonuna

göre Pozitif Orta (PO) ve Pozitif Büyük (PB) bir deer alabilmektedir. Bu nedenle

64

durum deerlendirilmesi için oluturulan kurallardan (PO) ve (PB) deerine karılık

gelen kümeler ileme alınmaktadır.

Benzer ekilde, R1 deeri için de Negatif Orta (NO) deer kümesi durum

deerlendirilmesine katılmaktadır. Girilen C1 deiiklik deeri, C1 in üyelik

fonksiyonunda Pozitif Orta (PO) deerine karılık gelen kümeden ilem görmektedir.

Girilen deerler neticesinde durum deerlendirme algoritması, bu kümelerin ortak

olarak ileme alındıı kuralı ortaya çıkarmaktadır. Algoritmaya göre bu kural 3 ve 7

numaralı kurallardır.

Girilen parametrik deiimler ile algoritmanın bulanık mantık yöntemi ile

oluturduu atamalar 40 hücre çevrimi ve 12 Aırı dearj prosedürü ile elde

edilebilmektedir. ekil 5.11 de verilen Durum kolonundaki dolu alanlar durumları ve

aırlıklı olarak bu durumlara karılık gelme olasılıklarını vermektedir. Hücre durum

deerlendirme amacı ile oluturulan model çalıtırılmı ve farklı senaryolar ile elde

edilen sonuçları görmek mümkün olmutur.

65

6 . SONUÇLAR VE ÖNERLER

1) Li-iyon polimer pil için gelitirilen matematik modeller ele alınmı ve çeitli

çalıma durumlarında bu parametrelerin nasıl deitikleri kuramsal olarak

incelenmitir.

2) Li-iyon polimer pillerin yanlı doldurma ve boaltılması sırasında oluacak

zorlamalar sınıflındırılmı ve bunların meydana getirecei edeer devre

parametrelerindeki deiikliklerin mevcut modellerde tam olarak yansıtılamadıı

görülmütür. Bu çalımada edeer devreye seri olarak yeni bir Ros direncinin,

paralel kolda bulunan kapasiteye ek olarak yeni bir Cdls ve Cdlp kapasitelerinin yine

paralel kolda Rct direncine yeni bir Rcts ve Rctp dirençlerinin eklenmesinin arıza

tanı ve salamlık durumunu daha iyi yansıtacaı önerilmitir.

3) Li-iyon polimer hücre edeer devresine seri olarak yeni bir Ros direncinin,

sadece Aırı Dearj ve Aırı arj durumlarında eklenmesi görülmütür. Hücre

Çevrimi testleri neticesinde, özellikle 40. çevrimden sonra daha belirgin olarak

paralel kol devre elemanlarından Rct de artı, Cdl de düü görülmütür.

4) Aırı Dearj artları olutuu zaman, seri devre elemanı Ro daki artıla birlikte,

paralel kolda bulunan Rct deeride düü, Cdl deerlerinde ise artı meydana geldii

tespit edilmitir.

5) Aırı arj artları olutuu zaman, seri devre elemanı Ro deerinin artması

yanısıra, paralel kolda Rct deerinde artı ve Cdl deerinin belirgin düü tespit

edilmitir. Li-iyon polimer hücrelerin aırı arj göre oldukça hassas oldukları

gözlemlenmitir.

6) Bulanık mantık tabanlı yeni bir batarya salamlık deerlendirme yöntemi

oluturulmutur. Li ion polimer bataryanın salamlık durumunu yansıtan yeni bir

MATLAB Simulink modeli gelitirilmitir. Bu yöntem ile bataryanın geçmite

karılatıı olumsuzluklar irdelenebilmekte, böylece bu olumsuzlukların batarya

ömrüne ne ölçüde etki etmekte olduu deerlendirilebilmektedir.

66

7) Bu çalımada arıza sınıflandırılması için empedans spektroskopisi ile elde edilen

Nyquist diyagramında belirtilen ve parametrik analizlerin yapıldıı kritik nokta sayısı

(frekans cevabı) 3 tür. Deneyler neticesinde elde edilen bulgulara göre Li-iyon polimer

hücrelerin güvenlii ve salamlık durumu ile ilgili en kritik durum aırı arj durumudur.

Aırı arj durumlarının daha detaylı incelenecei bir çalımada kritik nokta sayısının

artırılması ile (5 veya 6) daha detaylı durum deerlendirme yapılabilecei görülmütür.

Bu nedenle sadece aırı arjın incelenecei bir çalımada parametrik analiz için kritik

nokta sayısının daha fazla tutulması önerilmektedir.

8) Çalımanın devamında hücrelerin deneyler sonrasında mekanik yapılarının bozularak

elementel ve fiziksel deiimlerinin incelenmesi ve EES ile gözlemlenen farklılıkların,

seperatör, elektrot ve elektrolit fiziksel durumlarının incelenebildii çalımaların

yürütülmesi önerilmektedir.

9) Normal artlarda pahalı cihaz altyapısı ve laboratuvar ortamı gerektiren EES metodu

ile hücre salamlık durumu belirlenebilir. Bu durumu, bu tezde önerilen yöntem ile

sadece 3 frekansa ait empedans deerleri elde edildikten sonra verilerin BYS nde bu

verilerin ilenmesi ile daha basit ve düük maliyet ile belirlemek mümkün

görünmektedir. Bu yöntem oluturulacak bir BYS nde Ro, Rct ve Cdl deerlerinin

hesaplanabilecek ve bu tezde konu olan algoritma ile pilin SD oldukça salıklı bir

biçimde hesaplanabilecektir.

67

KAYNAKLAR

[1] Bitsche, O. and Gutmann, G. 2004. Systems for hybrid cars, Journal of Power Sources, 127, 8-15.

[2] Rand, D.A.J. and Moseley, P.T. 2004. Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, ELSEVIER B.V. , The Netherlands.

[3] Dhameja, S., 2002. Electric Vehicle Battery Systems, Butterworth-Heinemann, USA.

[4] Schalkwijk, W.A. and Scrosati, B., 2002. Advances in Lithium-Ion Batteries, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York.

[5] Plett, G. L., 2004. Extended Kalman Filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Part 3. State and parameter estimation, Journal of Power Sources, 134, 277-292.

[6] Baert, D.H.J. and Vervaet, A. A. K., 2001. Determination of the state-of-health of VRLA batteries by means of noise measurements, IEEE INTELEC’01, Edinburgh, Scotland, 14-18 October 2001.

[7] Bose, C. S. C. and Laman, F. C. 2000. Battery state of health estinmation through coup de fouet, IEEE INTELEC’00, Phoenix, USA 10-14 September 2000.

[8] Bose, C. S. C., Wilkins, D., Mccluer, S. and Model, M.J., 2001. Lessons learned in using ohmic techniques for battery monitoring, The Sixteenth Annual Battery Conference on Applications and Advances, Long Beach, USA, 09-12 January 2001.

[9] Buchmann, I., 2001. Artificial intelligence reads battery state-of-health in three minutes, The Sixteenth Annual Battery Conference on Applications and Advances, Long Beach, USA, 09-12 January 2001.

[10] Cox, D. C. and Perez-Kite, R., 2000. Battery state of health monitoring combining conductance technology with other measurement parameters for real time battery performance analysis, IEEE INTELEC’00, Phoenix, USA 10-14 September 2000.

[11] Baert, D.H.J. and Vervaet, A. A. K., 2004. A fast method for the measurement of the electrical capacitance for the estimation of battery capacity, IEICE Transactions on Communications, E87-B, #12.

[12] Hoffmann, R.G., Slade, J.E. and Morrison J.L., 2006. Development and Test of a Real Time Battery Impedance Estimation System, IEEE Aerospace Conference, # 1462.

[13] Morrison, J.L and Morrison, W.H., 2006. Real Time Estimation of Battery Impedance, IEEE Aerospace Conference, # 1461.

68

[14] Piller, S., Perrin, M. and Josen, A., 2001. Methods for state-of charge determination and their applications, Journal of Power Sources, 96, 113-120.

[15] Singh, P., Fennie, C. and Reisner, D., 2004. Fuzzy logic modelling of state-of-charge and available capacity of nickel/metal hydride batteries, Journal of Power Sources, 136, 322-333.

[16] Singh, P., Kaneria, S., Broadhead, J., Wang, X. and Burdick, J., 2004. Fuzzy logic estimation of SOH of 125Ah VRLA batteries, IEEE, 29-3.

[17] Singh, P. and Reisner, D. 2002. Fuzzy logic based state of heath determination of lead acid batteries IEEE INTELEC’02, Montreal Canada, 29 September-03 October 2002.

[18] Takahashi, K. and Watakabe, Y., 2003. Development of SOH Monitoring System for Industrial VRLA Battery String, IEEE INTELEC’03, Yokohama, Japan 19-23 October 2003.

[19] Rodrigues, S., Munichandraiah, N. and Shukla, A.K., 2000. A review of state of charge indication of batteries by means of a.c. impedance measurements, Journal of Power Sources, 87, 12-20.

[20] Huet, F., 1998. A review of impedance measurements for determination of the state-of-charge and state-of-health of secendary batteries, Journal of Power Sources, 70, 59-69.

[21] Barsoukov, E. and Macdonald J.R., 2005. Impedance Spectroscopy, Theory, Experiment, and Applications, 2nd ed. John Wiley & Sons. Inc, New Jersey

[22] Macdonald, J. R., 1997. Impedance Spectroscopy: Emphasizing Solid Materials and Systems; John Wiley & Sons, New York.

[23] Bard, A.J., Faulkner, L.R., 2001. Electrochemical Methods, John Wiley & Sons, New York.

[24] Minami, T., and Tatsumisago M., 2005. Solid State Ionics for Batteries, Springer, Tokyo.

[25] Bergveld, H.J. and Wanda, S. 2002. Battery Management Systems, Design by Modelling, Philips Research Book Series Volume 1, Kluwer Academic Publishers, The Netherlands.

[26] Tokgöz Köylü, S., 2008. Enerji depolamada polimer karbonfiber mikro elektrot gelitirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, .T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul.

[27] Crompton, T.R., 2000. Battery Referance Book-Third Edition, Butterworth-Heinemann, Great Britain.

[28] Linden, D., Reddy, T.B., 2002. Handbook of Batteries, Third Edition, McGraw-Hill, New York.

[29] Broussely, M. and Pitoia, G., 2007. Industrial Applications of Batteries From Cars to Aerospace and Energy Storage, ELSEVIER B.V. , UK.

69

[30] Alzieu, J. and Gagnol, B., 1995. Developement of an on-board charge and discharge management system for electric-vehicle batteries, Journal of Power Sources, 53, 327-333.

[31] Jossen, A. and Weydanz, W., 2006. Moderne Akkumulatoren Richtig Einsetzen, Ubooks, München.

[32] Jung, D.Y. and Lee, B.H., 2002. Development of battery management system for nickel-metal hyride batteries in electrical vehicle applications, Journal of Power Sources, 109, 1-10.

[33] Meissner, E. and Ricther, G., 2003. Battery monitoring and electrical energy management precondition for future vehicle electric power systems, Journal of Power Sources, 116, 79-98.

[34] Kaypmaz, T.C., Uzun, D. and Tuncay, R.N., 2008. Analysis of Overcharge & Overdischarge Characteristics and Failure Detection of Li-ion Polymer Batteries, 4th International Conference on Autumotive Technologies, Istanbul, Turkey, November 13-14.

[35] Lee, J., Nam, O., An Cho, B.H., 2007. Li-ion battery SOC estimation method based on reduced order extended Kalman filtering. Journal of Power Sources, 174, 9-15.

[36] Kaypmaz, T.C, Uzun, D., Mazman M, Tokgöz Köylü, S., 2006. Hibrid Elektrikli Araç için Batarya Modülü Gelitirilmesi, TÜBTAK Dı Destekli Proje Sonuç Raporu, Kocaeli, Türkiye.

[37] Verbrugge, M. and Tate, E. 2004. Adaptive state of charge algorithm for nickel metal hydride batteries including hysteresis phonemena, Journal of Power Sources, 126, 236-249.

[38] Jossen, A. and Spath, V., 1999. Reliable battery operation – a challenge for the battery management system, Journal of Power Sources, 84, 283-286.

[39] Jossen, A., 2006. Kiisel görüme.

[40] Gutmann, G., 2006. Kiisel görüme.

[41] Vetter, J., Novak, P., Wagner, M.R., Veit, C., Möller, K. C., Besenhard, J. O., Winter, M., Wohlfahrt-Mehrens, M., Vogler, C. and Hammouche, A., 2005. Ageing mechanisms in lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, 147, 269-281.

[42] Maleki, H. and Howard, J. N., 2006. Effects of overdischarge on performance and thermal stability of a Li-ion cell, Journal of Power Sources, 160, 1395-1402.

[43] Belov, D. and Yang, M., 2008. Investigation of the kinetic mechanism in overcharge process for li-ion battery, Solid State Ionics, 179, 1816-1821.

[44] Spotnitz, R., 2002. Simulation of capacity fade in lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, 113, 72-80.

[45] Tröltzsch, U., Kanoun, O. and Trankler, H. S., 2006. Characterizing Aging effects of lithium ion batteries by impedance spectroscopy. Electrocihimica Acta, 51, 1664-1672.

70

[46] Broussely, M., Biensan, P., Bonhomme, F., Blanchard, P., Herreyre, S., Nechev, K. and Staniewicz, R.J., 2005. Main aging mechanisms in Li ion batteries. Journal of Power Sources, 146. 90-96.

[47] Schweighofer, B., Raab, K.M., and Brasseur, G., 2003. Modelling of high power automotive batteries by the use of an automated test system. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 52, 1087-1091.

[48] Buller, S., Thele, M., De Doncker R. W. A. and Karden, E., 2005. Impedance-based simulation models of superkapacitors and li-ion batteries for power electronic applications, IEEE Transactions on Industry Applications, 41, 742-747.

[49] Gerschler, B. J., Witzenhausen, H., Zimmermann, J., and Sauer, D. U., 2008. Comparison of LiNixCoyO2 and LiFePO4 batteries for use in next generation hybrid and full electric vehicles, EET-08 European Ele-Drive Conference, Geneva, Switzerland, 11-13 March, 2008.

[50] Greef R. and Peat R., 1985. Instrumental Methods in Electrochemistry, Ellis Horwood Limited, England.

[51] zgi, Y., 2007. Eitim Amaçlı bir iklimlendirme odasının yapay zeka teknikleri ile modellenmesi ve kontrolü, Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul.

71

EKLER

EK A: Test Sonuçları

EK B: Nyquist Diyagramları

73

EK A: Test Sonuçları

Çizelge A.1 : 222 ve 295 numaralı hücreler için Hücre Çevrim Testleri öncesi ve sonrası test sonuçları.

222.0Ç 222.20Ç 222.40Ç 222.60Ç 222.80Ç f Zre Zim Zre Zim Zre Zim Zre Zim Zre Zim

[Hz] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm]

0,005 41,71 14,15 41,01 12,77 40,82 12,90 52,50 14,17 48,60 14,47

0,00713 40,54 11,19 38,28 10,04 38,43 10,16 49,64 10,93 47,17 11,64

0,0102 38,70 8,15 36,43 8,26 36,69 8,41 47,53 8,87 45,17 8,41

0,0145 37,32 6,19 36,32 6,40 36,33 6,39 47,25 7,12 43,56 6,43

0,0206 36,61 5,24 35,43 4,55 35,31 4,62 46,01 5,00 42,58 5,48

0,0294 36,50 3,81 34,71 3,51 34,46 3,60 44,56 3,69 42,47 4,08

0,0419 35,82 2,66 34,30 3,11 34,20 3,15 43,96 3,36 41,68 2,82

0,0597 35,23 2,27 34,18 2,20 34,08 2,19 44,03 2,47 40,94 2,42

0,0851 35,33 1,95 33,61 1,56 33,52 1,59 43,37 1,62 41,01 2,16

0,121 35,04 1,22 33,28 1,51 33,26 1,54 42,77 1,61 40,74 1,39

0,173 34,65 1,15 33,43 1,09 33,33 1,08 42,96 1,29 40,22 1,25

0,246 34,78 0,97 33,16 0,83 32,95 0,83 42,53 0,90 40,38 1,14

0,351 34,47 0,72 33,18 0,82 33,02 0,81 42,54 1,01 39,97 0,87

0,5 34,55 0,71 32,93 0,62 32,77 0,65 42,23 0,78 40,04 0,86

0,713 34,31 0,77 33,00 0,51 32,79 0,51 42,27 0,72 39,76 0,93

1,02 34,20 0,76 32,87 0,68 32,70 0,67 42,11 1,02 39,62 1,01

1,45 34,16 0,84 32,73 0,70 32,61 0,70 41,97 1,14 39,47 1,15

2,06 34,06 0,97 32,59 0,85 32,49 0,77 41,81 1,31 39,36 1,43

2,94 33,91 1,21 32,46 1,04 32,36 0,94 41,54 1,65 39,12 1,75

4,19 33,65 1,53 32,26 1,31 32,16 1,23 41,19 2,15 38,72 2,24

5,97 33,46 1,96 32,08 1,59 31,92 1,50 40,76 2,71 38,31 2,83

8,51 32,93 2,42 31,65 2,04 31,62 1,94 40,10 3,34 37,58 3,41

12,1 32,32 3,18 31,11 2,67 31,09 2,51 39,12 4,25 36,63 4,24

17,3 31,35 3,66 30,47 3,27 30,53 3,06 37,92 4,73 35,43 4,93

24,6 30,51 4,16 29,68 3,68 29,68 3,44 36,68 5,20 34,15 5,37

35,1 29,27 4,33 28,72 4,16 28,56 3,78 35,23 5,66 32,62 5,77

71,3 26,57 4,91 26,53 4,29 26,72 4,28 31,88 5,45 29,36 5,79

102 25,24 4,64 25,06 4,26 25,05 4,12 31,09 4,81 28,18 5,46

145 24,31 4,32 23,79 4,08 24,13 3,81 29,24 4,58 26,84 4,68

206 23,31 3,79 23,04 3,89 23,39 3,67 28,57 4,15 25,70 4,35

294 22,47 3,55 22,04 3,53 22,47 3,33 27,55 3,69 24,83 4,07

419 21,66 3,07 21,37 3,19 21,74 3,00 26,73 3,31 23,92 3,54

597 20,90 2,59 20,57 2,81 21,02 2,62 25,93 2,77 23,06 3,08

851 20,20 2,03 19,92 2,35 20,36 2,16 25,21 2,18 22,31 2,53

1210 19,69 1,45 19,36 1,86 19,82 1,67 24,59 1,52 21,71 2,00

1730 19,06 0,62 18,81 1,35 19,28 1,08 23,98 0,72 21,09 1,32

2460 18,65 -0,30 18,50 0,65 18,89 0,38 23,72 -0,22 20,65 0,53

3510 18,47 -1,13 18,10 -0,04 18,69 -0,41 23,59 -1,59 20,42 -0,36

5000 17,76 -2,55 17,77 -1,40 17,98 -1,05 23,02 -2,77 19,41 -2,11

295.0Ç 295.20Ç 295.40Ç 295.60Ç 295.80Ç


0,005 43,20 14,42 43,31 12,65 45,89 12,69 46,72 15,11 48,30 13,90

0,00713 41,84 10,86 40,90 9,95 43,50 10,74 44,61 11,05 45,85 10,88

0,0102 39,93 8,16 39,05 7,94 42,70 8,25 42,74 8,48 44,52 9,16

74

0,0145 38,53 6,30 38,67 6,46 41,28 5,97 41,39 6,84 44,08 6,61

0,0206 38,20 5,29 37,94 4,53 40,18 4,61 41,33 5,45 43,05 4,91

0,0294 37,88 3,66 37,17 3,44 39,75 4,00 40,70 3,75 42,21 3,96

0,0419 37,17 2,69 36,71 2,99 39,31 2,85 39,90 2,90 42,21 3,40

0,0597 36,74 2,42 36,77 2,27 38,59 2,01 39,70 2,71 41,98 2,29

0,0851 36,91 1,87 36,34 1,56 38,15 1,89 39,76 1,90 41,39 1,78

0,121 36,49 1,24 35,93 1,42 38,24 1,45 39,20 1,37 41,27 1,75

0,173 36,19 1,24 36,08 1,13 37,84 0,95 39,11 1,45 41,27 1,19

0,246 36,34 0,92 35,76 0,79 37,67 1,02 39,13 1,01 40,88 1,07

0,351 36,00 0,81 35,76 0,83 37,65 0,62 38,77 1,02 40,98 0,99

0,5 36,08 0,69 35,55 0,61 37,45 0,76 38,83 0,85 40,68 0,91

0,713 35,91 0,83 35,62 0,52 37,25 0,48 38,74 1,00 40,68 0,80

1,02 35,77 0,81 35,46 0,70 37,31 0,64 38,48 1,19 40,55 1,07

1,45 35,67 0,90 35,37 0,73 37,22 0,70 38,32 1,36 40,41 1,26

2,06 35,58 1,09 35,26 0,86 37,05 0,84 38,16 1,57 40,22 1,51

2,94 35,40 1,32 35,12 1,06 36,94 0,99 37,89 2,01 39,96 1,88

4,19 35,16 1,70 34,93 1,39 36,70 1,29 37,46 2,62 39,57 2,45

5,97 34,82 2,12 34,73 1,72 36,46 1,54 36,96 3,21 39,14 3,02

8,51 34,35 2,65 34,33 2,17 36,17 2,01 36,13 4,02 38,30 3,71

12,1 33,62 3,40 33,69 2,86 35,53 2,65 34,96 4,91 37,26 4,67

17,3 32,67 4,06 32,98 3,32 34,91 3,26 33,70 5,56 35,89 5,27

24,6 31,65 4,49 32,17 3,92 34,05 3,71 32,04 6,02 34,62 5,72

35,1 30,37 4,97 30,97 4,03 33,05 3,89 30,35 6,33 32,67 5,90

71,3 27,60 5,19 28,77 4,20 30,84 4,04 27,12 6,08 29,89 5,94

102 26,41 4,72 27,29 4,40 29,69 4,11 25,74 5,67 28,29 5,34

145 25,11 4,38 26,19 4,12 28,59 4,11 24,22 4,94 26,78 4,89

206 24,04 3,92 25,25 3,87 27,34 3,69 23,23 4,42 25,97 4,59

294 23,28 3,45 24,25 3,49 26,44 3,37 22,30 3,98 25,07 4,17

419 22,47 3,04 23,51 3,22 25,68 3,12 21,51 3,59 24,16 3,70

597 21,67 2,47 22,72 2,78 24,89 2,75 20,66 3,11 23,30 3,21

851 20,99 1,84 22,04 2,32 24,18 2,32 19,91 2,54 22,55 2,71

1210 20,46 1,13 21,48 1,83 23,61 1,88 19,27 1,98 21,93 2,22

1730 19,98 0,17 20,91 1,22 22,98 1,32 18,63 1,25 21,31 1,60

2460 19,54 -0,91 20,53 0,49 22,43 0,65 18,17 0,44 20,87 0,88

3510 19,39 -2,34 20,24 -0,42 22,18 -0,06 18,11 -0,31 20,58 0,06

5000 18,99 -4,38 19,92 -1,45 22,09 -1,19 18,15 -1,22 20,52 -1,04

75

Çizelge A.2 : 185, 186, 189 ve 190 numaralı hücreler için 6 Aırı Dearj Testi öncesi ve sonrası test sonuçları.


[Hz] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] [mohm] 0,005 45,24 13,30 50,26 13,23 43,69 13,98 39,01 12,75

0,00713 42,55 10,99 46,87 10,19 42,55 10,98 37,36 10,84 0,0102 41,97 8,83 38,70 7,82 40,68 8,13 36,29 7,86 0,0145 40,68 6,18 37,89 6,64 39,37 6,20 34,98 5,97 0,0206 39,52 4,68 37,60 4,72 38,71 5,26 33,97 4,81 0,0294 38,90 4,05 36,77 3,44 38,55 3,77 33,93 3,93 0,0419 38,90 2,99 36,11 2,89 37,86 2,72 33,53 2,72 0,0597 38,32 2,11 36,21 2,43 37,29 2,36 32,92 2,12 0,0851 37,84 1,83 35,94 1,59 37,38 1,96 32,76 1,96 0,121 37,86 1,53 35,40 1,33 37,06 1,27 32,75 1,34 0,173 37,58 1,03 35,50 1,23 36,67 1,19 32,35 1,03 0,246 37,34 1,03 35,28 0,77 36,80 0,98 32,39 1,03 0,351 37,35 0,77 35,16 0,85 36,47 0,77 32,20 0,65

0,5 37,15 0,80 35,05 0,53 36,54 0,70 32,21 0,70 0,713 37,03 0,61 35,12 0,55 36,36 0,80 31,92 0,66 1,02 36,97 0,78 34,87 0,67 36,22 0,77 31,91 0,63 1,45 36,86 0,86 34,80 0,70 36,13 0,86 31,84 0,67 2,06 36,71 1,06 34,70 0,74 36,06 1,00 31,78 0,78 2,94 36,56 1,27 34,55 0,88 35,87 1,24 31,65 0,88 4,19 36,28 1,63 34,36 1,16 35,61 1,55 31,49 1,09 5,97 35,95 2,06 34,18 1,38 35,36 1,95 31,31 1,36 8,51 35,50 2,54 33,87 1,78 34,89 2,40 31,03 1,68 12,1 34,89 3,31 33,48 2,33 34,23 3,18 30,58 2,24 17,3 34,10 3,78 32,80 2,87 33,39 3,58 30,09 2,79 24,6 32,93 4,36 32,18 3,18 32,47 4,11 29,37 3,12 35,1 31,85 4,57 31,07 3,47 31,11 4,62 28,39 3,70 71,3 28,82 4,82 29,46 4,03 28,44 4,91 26,42 4,19 102 27,67 4,62 28,16 4,02 27,40 4,57 25,60 3,76 145 26,70 4,29 26,96 3,75 26,12 4,12 24,13 3,53 206 25,59 4,08 26,02 3,45 25,28 3,99 23,43 3,53 294 24,75 3,76 25,31 3,26 24,26 3,75 22,52 3,33 419 23,84 3,35 24,44 2,91 23,51 3,40 21,78 2,93 597 23,01 2,90 23,71 2,49 22,67 2,97 21,01 2,54 851 22,31 2,41 23,01 1,97 21,95 2,51 20,35 2,07

1210 21,70 1,88 22,45 1,40 21,32 2,03 19,84 1,49 1730 21,08 1,22 21,93 0,67 20,71 1,44 19,21 0,84 2460 20,62 0,42 21,53 -0,21 20,22 0,69 19,02 0,12 3510 20,34 -0,52 21,38 -1,31 19,97 -0,17 18,97 -0,97 5000 18,77 -1,85 20,25 -2,57 19,00 -1,52 16,65 -2,25



0,00713 47,83 10,23 39,05 10,72 37,71 10,91 44,96 10,30 0,0102 46,00 7,81 37,12 7,81 36,32 7,90 42,91 7,75 0,0145 44,60 6,29 35,56 5,99 35,08 6,04 41,43 6,06

76

0,0206 44,41 5,09 34,66 5,07 34,14 4,93 40,97 5,10 0,0294 43,75 3,49 34,53 3,77 34,11 3,87 40,59 3,58 0,0419 42,94 2,65 33,83 2,67 33,61 2,70 39,88 2,67 0,0597 42,60 2,44 33,22 2,24 33,03 2,14 39,36 2,35 0,0851 42,64 1,74 33,25 1,94 32,97 1,94 39,43 1,84 0,121 42,04 1,19 32,96 1,25 32,84 1,29 39,01 1,23 0,173 41,84 1,22 32,55 1,10 32,44 1,04 38,70 1,18 0,246 41,84 0,80 32,68 0,96 32,50 0,98 38,75 0,86 0,351 41,49 0,75 32,36 0,66 32,28 0,69 38,41 0,72

0,5 41,53 0,55 32,43 0,63 32,31 0,71 38,47 0,56 0,713 41,48 0,58 32,16 0,70 32,05 0,66 38,34 0,66 1,02 41,28 0,67 32,09 0,61 32,00 0,68 38,20 0,63 1,45 41,19 0,74 32,02 0,64 31,93 0,75 38,12 0,66 2,06 41,12 0,76 31,94 0,74 31,88 0,86 38,03 0,69 2,94 40,98 0,93 31,83 0,86 31,73 1,02 37,89 0,82 4,19 40,76 1,20 31,65 1,05 31,50 1,30 37,73 1,06 5,97 40,57 1,50 31,44 1,23 31,32 1,62 37,58 1,26 8,51 40,22 1,88 31,16 1,64 30,95 2,02 37,23 1,66 12,1 39,72 2,59 30,80 2,19 30,39 2,62 36,88 2,14 17,3 39,27 3,06 30,24 2,53 29,73 3,20 36,28 2,78 24,6 38,23 3,44 29,59 3,05 28,94 3,61 35,59 3,00 35,1 37,54 3,71 28,70 3,26 27,93 4,15 34,90 3,62 71,3 35,56 4,24 26,98 3,86 25,70 4,61 32,97 4,01 102 33,90 3,85 25,74 3,66 24,32 4,52 31,72 3,89 145 32,92 3,92 24,50 3,56 23,28 4,04 30,74 3,73 206 31,83 3,70 23,72 3,45 22,27 3,88 29,76 3,45 294 30,91 3,46 22,90 3,26 21,39 3,55 28,97 3,21 419 30,24 3,17 22,07 2,92 20,58 3,16 28,09 2,98 597 29,43 2,76 21,33 2,51 19,78 2,72 27,33 2,61 851 28,70 2,30 20,65 2,06 19,08 2,20 26,64 2,15

1210 28,12 1,83 20,09 1,58 18,49 1,65 26,11 1,71 1730 27,52 1,22 19,51 0,98 17,92 0,94 25,49 1,04 2460 27,03 0,45 19,15 0,10 17,50 0,05 25,00 0,15 3510 26,63 -0,35 18,99 -0,44 17,21 -0,89 24,80 -0,76 5000 25,48 -1,86 18,05 -1,89 16,75 -1,98 23,43 -2,08

77

Çizelge A.3 : 74, 76, 77 ve 78 numaralı hücreler için 12 Aırı Dearj Testi öncesi ve sonrası test sonuçları.



0,00713 45,92 10,39 42,10 10,05 40,77 10,36 39,60 10,35 0,0102 44,21 7,98 40,42 8,45 37,71 7,99 38,94 8,46 0,0145 42,94 6,54 39,96 6,27 36,53 6,59 37,86 5,98 0,0206 42,93 5,05 38,85 4,54 36,51 4,98 36,83 4,53 0,0294 42,25 3,50 37,97 3,60 35,84 3,53 36,21 3,89 0,0419 41,56 2,71 37,87 3,14 35,19 2,75 36,28 2,95 0,0597 41,44 2,48 37,70 2,14 35,14 2,48 35,77 2,04 0,0851 41,47 1,69 37,15 1,59 35,11 1,65 35,26 1,74 0,121 40,91 1,23 36,95 1,56 34,59 1,25 35,31 1,51 0,173 40,84 1,25 37,02 1,00 34,57 1,27 35,09 0,96 0,246 40,82 0,82 36,63 0,83 34,52 0,81 34,82 0,94 0,351 40,57 0,83 36,73 0,73 34,28 0,85 34,91 0,66

0,5 40,59 0,62 36,45 0,58 34,29 0,61 34,67 0,68 0,713 40,55 0,73 36,48 0,42 34,29 0,72 34,57 0,41 1,02 40,36 0,77 36,39 0,59 34,09 0,78 34,59 0,55 1,45 40,26 0,85 36,30 0,61 34,02 0,86 34,48 0,57 2,06 40,17 0,96 36,19 0,63 33,91 0,97 34,39 0,64 2,94 40,01 1,22 36,09 0,76 33,75 1,20 34,29 0,75 4,19 39,73 1,60 35,91 0,98 33,48 1,57 34,12 0,97 5,97 39,48 1,96 35,75 1,15 33,21 2,00 33,90 1,17 8,51 39,01 2,47 35,51 1,45 32,80 2,50 33,73 1,43 12,1 38,25 3,27 35,11 1,98 32,08 3,19 33,33 1,94 17,3 37,55 3,95 34,58 2,42 31,33 3,78 32,80 2,25 24,6 36,37 4,25 34,14 2,67 30,26 4,18 32,33 2,78 35,1 35,34 4,39 33,18 3,30 29,27 4,58 31,44 3,28 71,3 32,54 4,48 31,58 3,79 26,77 4,54 30,03 3,57 102 31,43 4,37 30,83 3,13 25,18 4,46 28,59 3,56 145 30,11 4,22 29,73 3,42 24,17 4,28 27,77 3,78 206 29,26 3,92 28,76 3,41 23,15 3,86 26,82 3,30 294 28,33 3,68 28,01 3,17 22,31 3,54 26,17 3,17 419 27,51 3,28 27,16 2,92 21,46 3,18 25,33 2,91 597 26,73 2,87 26,43 2,59 20,69 2,73 24,61 2,58 851 26,02 2,39 25,74 2,16 19,99 2,25 23,93 2,19

1210 25,47 1,89 25,23 1,70 19,45 1,72 23,39 1,80 1730 24,87 1,30 24,65 1,20 18,91 1,08 22,84 1,23 2460 24,42 0,52 24,25 0,59 18,45 0,16 22,41 0,58 3510 24,15 -0,27 23,78 -0,34 18,26 -0,49 22,13 -0,01 5000 23,08 -1,79 23,30 -1,07 17,93 -1,67 22,34 -1,58



0,00713 45,89 10,26 52,52 11,03 45,92 11,11 53,89 9,86 0,0102 44,13 7,88 49,21 7,74 44,50 7,91 51,76 7,63 0,0145 43,02 6,60 47,72 5,80 43,23 6,02 50,63 6,56

78

0,0206 42,94 4,90 46,69 4,81 42,41 5,04 50,43 4,79 0,0294 42,15 3,46 46,79 3,90 42,56 3,85 49,56 3,36 0,0419 41,41 2,77 46,36 2,63 42,07 2,62 48,60 2,76 0,0597 41,37 2,48 45,63 2,06 41,47 2,15 48,45 2,45 0,0851 41,32 1,64 45,55 1,98 41,56 1,98 48,12 1,61 0,121 40,74 1,26 45,51 1,27 41,42 1,23 47,38 1,23 0,173 40,74 1,26 45,06 0,99 41,01 1,06 47,31 1,22 0,246 40,68 0,79 45,13 0,97 41,16 1,00 47,12 0,69 0,351 40,43 0,83 44,94 0,56 40,91 0,66 46,80 0,76

0,5 40,45 0,57 45,00 0,63 40,95 0,72 46,75 0,44 0,713 40,48 0,67 44,67 0,54 40,64 0,68 46,79 0,52 1,02 40,25 0,73 44,72 0,48 40,68 0,66 46,49 0,56 1,45 40,15 0,79 44,64 0,53 40,57 0,75 46,35 0,56 2,06 40,07 0,92 44,61 0,61 40,50 0,92 46,27 0,54 2,94 39,90 1,10 44,55 0,69 40,37 1,11 46,16 0,63 4,19 39,66 1,43 44,32 0,86 40,14 1,43 45,96 0,86 5,97 39,45 1,87 44,19 1,01 39,95 1,73 45,87 0,96 8,51 39,02 2,25 44,03 1,31 39,50 2,22 45,60 1,27 12,1 38,36 2,98 43,67 1,90 38,88 2,91 45,18 1,74 17,3 37,61 3,56 43,16 2,35 38,23 3,48 44,86 2,09 24,6 36,69 3,93 42,66 2,55 37,19 3,96 44,14 2,68 35,1 35,37 4,47 41,84 3,25 35,97 4,38 43,76 2,86 71,3 32,70 4,57 40,02 3,65 33,38 4,46 41,94 3,73 102 31,78 4,73 39,41 3,96 32,70 4,11 41,37 3,26 145 30,92 4,25 38,55 3,53 31,38 4,07 39,36 2,97 206 29,76 3,90 37,46 3,21 30,27 3,92 38,94 3,34 294 28,81 3,58 36,75 3,27 29,41 3,59 38,16 3,05 419 28,05 3,28 35,94 2,90 28,66 3,19 37,43 2,94 597 27,25 2,84 35,20 2,59 27,88 2,77 36,64 2,64 851 26,53 2,41 34,55 2,20 27,15 2,24 35,70 2,29

1210 25,95 1,92 34,01 1,78 26,63 1,70 35,13 1,93 1730 25,32 1,32 33,44 1,34 25,96 1,05 34,42 1,51 2460 24,98 0,61 33,18 0,58 25,46 0,20 34,03 1,04 3510 24,56 -0,08 32,79 -0,08 25,02 -0,39 33,53 0,57 5000 23,63 -1,28 31,73 -0,89 24,04 -2,03 32,00 0,08

79

Çizelge A.4 : 179, 469, 209 ve 210 numaralı hücreler için 1 saat Aırı arj Testi öncesi ve sonrası test sonuçları.



0,00713 38,77 10,15 76,65 21,61 38,77 10,15 67,56 21,07 0,0102 37,64 8,20 72,87 16,26 37,64 8,20 64,14 15,55 0,0145 36,70 5,97 70,13 12,46 36,70 5,97 61,87 11,77 0,0206 35,90 4,61 69,24 10,41 35,90 4,61 60,65 9,90 0,0294 35,33 3,66 68,49 7,41 35,33 3,66 60,40 7,22 0,0419 35,21 2,85 67,12 5,58 35,21 2,85 59,24 5,35 0,0597 34,82 2,07 66,19 5,03 34,82 2,07 58,20 4,64 0,0851 34,48 1,67 66,33 4,08 34,48 1,67 58,40 4,04 0,121 34,38 1,40 65,41 3,03 34,38 1,40 57,81 2,91 0,173 34,22 0,99 64,78 3,18 34,22 0,99 57,02 2,93 0,246 34,03 0,86 64,83 2,85 34,03 0,86 57,19 2,81 0,351 34,02 0,66 64,02 2,92 34,02 0,66 56,40 2,74

0,5 33,88 0,62 63,86 3,16 33,88 0,62 56,31 3,04 0,713 33,78 0,46 63,11 3,79 33,78 0,46 55,50 3,62 1,02 33,77 0,56 62,24 4,38 33,77 0,56 54,76 4,06 1,45 33,70 0,58 61,25 5,01 33,70 0,58 53,81 4,74 2,06 33,59 0,68 59,96 5,54 33,59 0,68 52,62 5,37 2,94 33,49 0,80 58,38 6,01 33,49 0,80 51,10 5,79 4,19 33,32 1,04 56,64 6,32 33,32 1,04 49,48 6,12 5,97 33,18 1,31 55,04 6,45 33,18 1,31 47,94 6,19 8,51 32,90 1,64 53,42 6,36 32,90 1,64 46,42 6,23 12,1 32,49 2,17 51,91 6,54 32,49 2,17 44,87 6,47 17,3 32,04 2,69 50,50 6,65 32,04 2,69 43,62 6,49 24,6 31,26 3,12 48,98 6,69 31,26 3,12 42,03 6,58 35,1 30,43 3,52 47,26 6,57 30,43 3,52 40,39 6,85 71,3 28,49 4,05 44,53 7,15 28,49 4,05 36,95 7,04 102 27,35 3,87 42,92 6,76 27,35 3,87 35,82 6,88 145 26,45 3,69 40,78 6,91 26,45 3,69 33,94 6,72 206 25,39 3,52 39,21 6,45 25,39 3,52 32,36 6,19 294 24,53 3,30 37,70 6,00 24,53 3,30 30,92 5,86 419 23,80 2,97 36,28 5,69 23,80 2,97 29,50 5,55 597 23,06 2,60 34,85 5,20 23,06 2,60 28,16 5,06 851 22,41 2,17 33,53 4,57 22,41 2,17 26,88 4,44

1210 21,90 1,73 32,47 3,94 21,90 1,73 25,80 3,80 1730 21,35 1,17 31,32 3,09 21,35 1,17 24,70 2,98 2460 20,94 0,55 30,41 2,03 20,94 0,55 23,82 1,87 3510 20,71 -0,33 29,58 0,81 20,71 -0,33 23,24 0,77 5000 19,86 -1,40 29,30 -0,92 19,86 -1,40 22,48 -0,76



0,00713 38,77 10,15 72,46 18,43 38,77 10,15 70,29 20,05 0,0102 37,64 8,20 69,94 15,39 37,64 8,20 66,90 16,00 0,0145 36,70 5,97 69,10 11,08 36,70 5,97 66,14 12,25 0,0206 35,90 4,61 67,31 8,24 35,90 4,61 64,43 8,99 0,0294 35,33 3,66 65,87 6,64 35,33 3,66 63,07 6,92

80

0,0419 35,21 2,85 65,72 5,70 35,21 2,85 62,39 6,04 0,0597 34,82 2,07 65,25 4,00 34,82 2,07 62,27 4,42 0,0851 34,48 1,67 64,16 3,21 34,48 1,67 61,27 3,40 0,121 34,38 1,40 63,88 3,25 34,38 1,40 60,69 3,32 0,173 34,22 0,99 63,75 2,40 34,22 0,99 60,80 2,70 0,246 34,03 0,86 63,00 2,30 34,03 0,86 60,05 2,37 0,351 34,02 0,66 63,03 2,30 34,02 0,66 60,03 2,58

0,5 33,88 0,62 62,40 2,43 33,88 0,62 59,36 2,51 0,713 33,78 0,46 62,14 2,48 33,78 0,46 59,20 2,71 1,02 33,77 0,56 61,66 3,09 33,77 0,56 58,60 3,44 1,45 33,70 0,58 60,99 3,62 33,70 0,58 57,90 4,04 2,06 33,59 0,68 60,03 4,25 33,59 0,68 56,89 4,66 2,94 33,49 0,80 58,86 4,84 33,49 0,80 55,67 5,41 4,19 33,32 1,04 57,49 5,38 33,32 1,04 54,22 6,02 5,97 33,18 1,31 56,01 5,66 33,18 1,31 52,66 6,49 8,51 32,90 1,64 54,55 5,85 32,90 1,64 50,94 6,76 12,1 32,49 2,17 53,17 6,11 32,49 2,17 49,15 7,28 17,3 32,04 2,69 51,89 6,20 32,04 2,69 47,52 7,59 24,6 31,26 3,12 50,33 6,45 31,26 3,12 45,62 7,78 35,1 30,43 3,52 48,64 6,79 30,43 3,52 43,85 7,87 71,3 28,49 4,05 45,87 6,96 28,49 4,05 39,99 7,72 102 27,35 3,87 44,23 6,63 27,35 3,87 37,88 7,62 145 26,45 3,69 42,42 6,43 26,45 3,69 35,91 6,97 206 25,39 3,52 40,77 6,00 25,39 3,52 34,26 6,64 294 24,53 3,30 39,28 5,71 24,53 3,30 32,67 6,06 419 23,80 2,97 38,04 5,35 23,80 2,97 31,46 5,66 597 23,06 2,60 36,75 4,91 23,06 2,60 30,13 5,14 851 22,41 2,17 35,52 4,37 22,41 2,17 28,83 4,51

1210 21,90 1,73 34,49 3,87 21,90 1,73 27,73 3,84 1730 21,35 1,17 33,38 3,18 21,35 1,17 26,55 2,92 2460 20,94 0,55 32,49 2,33 20,94 0,55 25,66 1,85 3510 20,71 -0,33 31,80 1,38 20,71 -0,33 25,12 0,57 5000 19,86 -1,40 30,67 0,25 19,86 -1,40 23,99 -0,38

81




0,00713 38,77 10,15 91,66 23,25 38,77 10,15 79,89 22,89 0,0102 37,64 8,20 87,58 17,86 37,64 8,20 78,56 17,15 0,0145 36,70 5,97 84,57 14,49 36,70 5,97 75,91 12,65 0,0206 35,90 4,61 84,26 11,38 35,90 4,61 73,94 9,82 0,0294 35,33 3,66 82,70 8,28 35,33 3,66 73,37 8,48 0,0419 35,21 2,85 80,88 6,62 35,21 2,85 73,07 6,19 0,0597 34,82 2,07 80,56 6,43 34,82 2,07 71,81 4,86 0,0851 34,48 1,67 80,40 5,10 34,48 1,67 71,06 4,83 0,121 34,38 1,40 78,99 4,58 34,38 1,40 71,16 4,23 0,173 34,22 0,99 78,43 5,29 34,22 0,99 70,18 3,78 0,246 34,03 0,86 77,88 5,09 34,03 0,86 69,62 4,52 0,351 34,02 0,66 76,46 6,02 34,02 0,66 69,01 4,50

0,5 33,88 0,62 75,42 6,50 33,88 0,62 67,98 5,48 0,713 33,78 0,46 73,65 7,55 33,78 0,46 66,41 5,97 1,02 33,77 0,56 71,46 8,21 33,77 0,56 65,05 6,63 1,45 33,70 0,58 69,23 8,53 33,70 0,58 63,17 7,11 2,06 33,59 0,68 67,00 8,49 33,59 0,68 61,28 7,37 2,94 33,49 0,80 64,83 8,26 33,49 0,80 59,32 7,30 4,19 33,32 1,04 62,86 8,04 33,32 1,04 57,60 7,24 5,97 33,18 1,31 61,15 7,65 33,18 1,31 56,03 6,97 8,51 32,90 1,64 59,42 7,59 32,90 1,64 54,28 6,90 12,1 32,49 2,17 57,53 7,65 32,49 2,17 52,72 6,92 17,3 32,04 2,69 55,86 7,55 32,04 2,69 51,32 6,87 24,6 31,26 3,12 54,48 7,61 31,26 3,12 49,70 6,99 35,1 30,43 3,52 52,31 7,69 30,43 3,52 47,91 7,18 71,3 28,49 4,05 48,62 7,90 28,49 4,05 45,06 6,95 102 27,35 3,87 46,92 7,81 27,35 3,87 42,64 7,42 145 26,45 3,69 45,13 7,34 26,45 3,69 40,59 7,03 206 25,39 3,52 43,34 6,97 25,39 3,52 39,55 6,42 294 24,53 3,30 41,97 6,60 24,53 3,30 38,08 6,21 419 23,80 2,97 40,34 6,34 23,80 2,97 36,68 5,88 597 23,06 2,60 38,82 5,90 23,06 2,60 35,23 5,46 851 22,41 2,17 37,35 5,35 22,41 2,17 33,92 4,93

1210 21,90 1,73 36,11 4,73 21,90 1,73 32,78 4,36 1730 21,35 1,17 34,75 3,99 21,35 1,17 31,55 3,62 2460 20,94 0,55 33,74 3,05 20,94 0,55 30,68 2,75 3510 20,71 -0,33 32,82 2,04 20,71 -0,33 29,84 1,74 5000 19,86 -1,40 31,18 1,06 19,86 -1,40 28,61 0,13



0,00713 38,77 10,15 78,48 20,35 38,77 10,15 61,83 18,09 0,0102 37,64 8,20 74,76 15,64 37,64 8,20 59,34 14,92 0,0145 36,70 5,97 72,98 13,08 36,70 5,97 58,32 10,80

82

0,0206 35,90 4,61 71,97 9,39 35,90 4,61 56,74 8,15 0,0294 35,33 3,66 70,14 6,88 35,33 3,66 55,44 6,47 0,0419 35,21 2,85 68,95 5,85 35,21 2,85 55,28 5,50 0,0597 34,82 2,07 68,89 4,96 34,82 2,07 54,74 3,92 0,0851 34,48 1,67 68,26 3,47 34,48 1,67 53,85 3,16 0,121 34,38 1,40 67,13 3,06 34,38 1,40 53,57 3,11 0,173 34,22 0,99 67,23 2,99 34,22 0,99 53,40 2,35 0,246 34,03 0,86 66,71 2,28 34,03 0,86 52,76 2,27 0,351 34,02 0,66 66,32 2,65 34,02 0,66 52,80 2,23

0,5 33,88 0,62 65,94 2,35 33,88 0,62 52,18 2,40 0,713 33,78 0,46 65,75 2,78 33,78 0,46 51,88 2,42 1,02 33,77 0,56 65,01 3,35 33,77 0,56 51,54 3,07 1,45 33,70 0,58 64,39 3,94 33,70 0,58 50,89 3,59 2,06 33,59 0,68 63,44 4,51 33,59 0,68 49,92 4,16 2,94 33,49 0,80 62,22 5,23 33,49 0,80 48,80 4,77 4,19 33,32 1,04 60,73 5,92 33,32 1,04 47,47 5,20 5,97 33,18 1,31 59,31 6,27 33,18 1,31 46,04 5,48 8,51 32,90 1,64 57,57 6,59 32,90 1,64 44,73 5,66 12,1 32,49 2,17 55,85 7,19 32,49 2,17 43,15 5,94 17,3 32,04 2,69 54,27 7,19 32,04 2,69 41,77 5,94 24,6 31,26 3,12 52,56 7,64 31,26 3,12 40,55 6,11 35,1 30,43 3,52 50,23 7,96 30,43 3,52 38,88 6,50 71,3 28,49 4,05 46,65 7,42 28,49 4,05 36,31 6,40 102 27,35 3,87 44,52 7,63 27,35 3,87 34,66 6,09 145 26,45 3,69 43,14 7,32 26,45 3,69 32,91 6,02 206 25,39 3,52 41,18 6,58 25,39 3,52 31,19 5,72 294 24,53 3,30 39,62 6,24 24,53 3,30 29,90 5,55 419 23,80 2,97 38,31 5,74 23,80 2,97 28,76 5,08 597 23,06 2,60 36,91 5,23 23,06 2,60 27,52 4,59 851 22,41 2,17 35,62 4,64 22,41 2,17 26,35 4,01

1210 21,90 1,73 34,48 4,01 21,90 1,73 25,38 3,39 1730 21,35 1,17 33,31 3,17 21,35 1,17 24,36 2,56 2460 20,94 0,55 32,38 2,15 20,94 0,55 23,60 1,55 3510 20,71 -0,33 31,68 1,01 20,71 -0,33 22,93 0,48 5000 19,86 -1,40 30,42 -0,50 19,86 -1,40 22,09 -0,71

83




0,00713 40,96 10,20 131,44 44,68 30,63 9,92 105,22 34,90 0,0102 40,22 8,49 123,00 35,83 29,30 8,33 100,71 26,51 0,0145 39,37 5,94 117,81 29,00 28,85 6,06 96,79 21,41 0,0206 38,36 4,44 113,15 25,45 27,90 4,50 93,38 17,74 0,0294 37,69 3,76 109,68 22,49 27,16 3,57 92,19 15,42 0,0419 37,84 2,94 105,86 21,46 27,14 3,02 89,97 13,04 0,0597 37,40 1,97 101,83 21,08 26,91 2,07 87,78 12,00 0,0851 36,88 1,64 97,67 22,07 26,41 1,59 85,94 12,43 0,121 36,93 1,49 92,13 22,61 26,29 1,52 84,04 12,02 0,173 36,77 0,92 85,77 22,98 26,29 0,99 80,82 12,45 0,246 36,49 0,89 79,52 22,29 25,93 0,85 77,89 13,30 0,351 36,59 0,64 73,31 20,11 26,03 0,72 74,25 12,73

0,5 36,35 0,65 68,54 17,34 25,78 0,65 70,96 12,30 0,713 36,27 0,37 64,81 14,72 25,72 0,44 67,44 10,94 1,02 36,31 0,53 62,29 12,06 25,75 0,59 65,39 9,61 1,45 36,21 0,58 60,55 10,14 25,65 0,59 63,49 8,60 2,06 36,11 0,65 59,21 8,78 25,56 0,74 62,12 7,80 2,94 36,00 0,79 57,82 7,85 25,46 0,84 60,77 7,26 4,19 35,85 1,04 56,43 7,34 25,28 1,09 59,30 6,99 5,97 35,66 1,33 55,03 6,97 25,12 1,33 57,99 6,87 8,51 35,42 1,63 53,71 6,68 24,86 1,72 56,46 6,79 12,1 34,98 2,20 52,25 6,79 24,41 2,23 54,87 6,97 17,3 34,50 2,70 50,90 6,77 23,98 2,68 53,43 7,16 24,6 33,76 3,21 49,55 6,74 23,17 3,15 51,81 7,29 35,1 32,84 3,69 47,85 6,58 22,36 3,68 50,14 7,66 71,3 31,19 3,74 44,98 6,58 20,16 4,15 47,13 7,41 102 29,83 3,80 42,58 7,05 19,13 4,14 44,75 7,84 145 29,22 3,65 41,63 6,78 18,15 3,91 43,14 7,23 206 27,87 3,56 39,39 6,71 17,18 3,47 40,99 6,78 294 26,95 3,28 38,00 6,23 16,30 3,29 39,56 6,65 419 26,32 2,97 36,51 6,04 15,64 2,94 38,03 6,23 597 25,56 2,58 34,99 5,56 14,90 2,52 36,56 5,81 851 24,92 2,13 33,64 5,00 14,24 2,07 35,14 5,28

1210 24,40 1,69 32,46 4,39 13,77 1,56 33,92 4,78 1730 23,91 1,10 31,19 3,59 13,26 0,92 32,60 4,07 2460 23,46 0,39 30,24 2,56 12,92 0,34 31,52 3,25 3510 23,34 -0,25 29,56 1,52 12,79 -0,95 30,82 2,49 5000 22,47 -1,19 28,40 0,17 11,94 -2,36 29,01 1,32



0,00713 46,61 10,18 126,29 45,41 36,87 10,30 98,49 34,46 0,0102 44,71 7,64 122,17 35,24 36,33 8,32 94,19 26,24 0,0145 43,33 6,02 115,33 29,50 35,23 5,86 90,33 21,26

84

0,0206 43,12 5,07 110,93 24,78 34,24 4,45 86,94 17,50 0,0294 42,76 3,47 107,67 22,47 33,71 3,83 85,55 15,38 0,0419 42,07 2,55 104,09 20,72 33,80 2,86 83,52 12,99 0,0597 41,69 2,32 100,78 20,51 33,27 1,94 81,22 12,11 0,0851 41,85 1,74 96,45 20,92 32,80 1,73 79,20 12,57 0,121 41,41 1,14 91,52 21,55 32,91 1,46 77,25 12,35 0,173 41,17 1,13 85,75 21,94 32,65 0,90 73,87 12,66 0,246 41,28 0,79 79,55 21,38 32,42 0,93 70,70 13,38 0,351 40,97 0,67 73,90 19,43 32,50 0,61 67,04 12,60

0,5 41,08 0,48 69,32 16,97 32,30 0,68 63,87 11,87 0,713 40,99 0,63 65,49 13,98 32,13 0,41 60,64 10,54 1,02 40,82 0,57 63,26 11,78 32,20 0,54 58,72 9,15 1,45 40,82 0,56 61,42 10,12 32,11 0,59 57,15 8,14 2,06 40,69 0,62 60,08 8,95 31,99 0,70 55,94 7,38 2,94 40,61 0,76 58,64 8,16 31,91 0,82 54,62 6,92 4,19 40,40 1,00 57,04 7,75 31,76 1,04 53,19 6,74 5,97 40,37 1,22 55,51 7,52 31,56 1,36 51,86 6,65 8,51 40,03 1,57 54,01 7,29 31,29 1,65 50,46 6,62 12,1 39,62 2,07 52,40 7,41 30,97 2,17 48,78 6,89 17,3 39,17 2,66 50,87 7,49 30,53 2,70 47,50 7,12 24,6 38,53 2,98 49,28 7,44 29,59 3,14 45,77 7,09 35,1 37,56 3,16 47,91 7,77 28,98 3,56 43,94 7,34 71,3 35,70 4,12 44,47 7,94 26,92 4,20 40,29 7,40 102 34,49 3,63 42,00 7,66 25,94 3,92 38,61 7,25 145 33,67 3,65 39,96 7,88 24,75 3,56 36,78 6,96 206 32,78 3,46 38,10 7,49 23,76 3,58 35,37 6,72 294 31,97 3,31 36,55 7,12 22,89 3,30 33,77 6,17 419 31,11 3,02 34,87 6,69 22,11 2,95 32,43 5,92 597 30,37 2,70 33,26 6,24 21,41 2,59 31,04 5,45 851 29,73 2,31 31,73 5,72 20,74 2,16 29,68 4,94

1210 29,16 1,93 30,43 5,14 20,25 1,73 28,58 4,37 1730 28,60 1,47 28,99 4,42 19,65 1,19 27,28 3,68 2460 28,00 0,93 27,96 3,54 19,40 0,52 26,49 2,85 3510 27,72 0,13 26,97 2,56 19,00 -0,24 25,77 1,86 5000 26,77 -0,95 26,01 1,35 18,27 -1,08 24,42 0,35

85

EK B: Nyquist Diyagramları

222.0Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[moh

m]

ekil A.1 : 222 nolu hücre çevrim öncesi Nyquist diyagramı.

222.20Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]

ekil A.2 : 222 nolu hücre 20 çevrim sonrası Nyquist diyagramı.

86

222.40Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[moh

m]


222.60Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[moh

m]


87

222.80Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


295.0Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]

ekil A.6 : 295 nolu hücre çevrim öncesi Nyquist diyagramı.

88

295.20Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


295.40Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


89

295.60Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


295.80Ç

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[mo

hm]


90

185.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]

ekil A.11 : 185 nolu hücre Aırı Dearj öncesi Nyquist diyagramı.

185.6AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[mo

hm]

ekil A.12 : 185 nolu hücre 6 Aırı Dearj sonrası Nyquist diyagramı.

91

186.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[mo

hm]


186.6AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


92

189.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[mo

hm]


189.6AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


93

190.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


190.6AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


94

74.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[mo

hm

]


74.12AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


95

76.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


76.12AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


96

77.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[mo

hm]


77.12AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zre

[mo

hm

]


97

78.0AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


78.12AD

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


98

179.0A

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]

ekil A.27 : 179 nolu hücre Aırı arj öncesi Nyquist diyagramı.

179.1hA

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]

ekil A.28 : 179 nolu hücre 1 saat Aırı arj sonrası Nyquist diyagramı.

99

179.2hA

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


469.0A

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


100

469.1hA

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


469.2hA

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


101

209.0A

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


209.1hA

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim

[m

ohm

]


102

209.2hA

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


210.0A

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


103



210.1hA

-10,00 -5,00 0,00 5,00

10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00

Zre [mohm]

Zim [mohm]

210.2hA

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

Zre [mohm]

Zim [mohm]

104

231.0A

-10,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


231.3hA

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


105

232.0A

-10,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


232.3hA

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


106

238.0A

-10,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


238.3hA

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


107

239.0A

-10,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


239.3hA

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Zre [mohm]

Zim

[m

oh

m]


109

ÖZGEÇM

Ad Soyad: Tevhit Cem KAYPMAZ

Doum Yeri ve Tarihi: stanbul 1974

Adres: Soyak Yeniehir Manolya Evleri A3 / 49 34770 Ümraniye stanbul

Lisans Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi (1992-1996)

Elektrik Elektronik Fakültesi

Elektrik Mühendislii Bölümü

Yüksek Lisans Üniversite: stanbul Teknik Üniversitesi (1996-1999)

Fen Bilimleri Enstitüsü

Elektrik Mühendislii Programı

Yayın Listesi:

Kaypmaz T.C., Uzun D. and Tuncay R.N., 2008. Analysis of Overcharge & Overdischarge Characteristics and Failure Detection of Li-ion Polymer Batteries. International Conference on Automotive Technologies – ICAT 08, November 13-14, 2008 Istanbul, Turkey.

Kaypmaz T.C., Mazman M., Uzun D., Paker G, Yıldırım M. and Tırıs M., 2008. NiMH Battery Pack for HEV. International Conference on Automotive Technologies – ICAT 08, November 13-14, 2008 Istanbul, Turkey.

Kaypmaz T.C, Tokgöz Köylü S, Uzun D., 2007. Primer Bataryaların Performans Deerlendirmesi, TÜBTAK Dı Destekli Proje Sonuç Raporu, Kocaeli, Türkiye.

Uzun D, Tokgöz Köylü S., Kaypmaz T.C., Mazman M., 2007. leri Batarya Üretim Teknolojilerinin Gelitirilmesi. TÜBTAK Devlet Planlama Tekilatı Destekli Proje Sonuç Raporu, Kocaeli, Türkiye.

Kaypmaz T.C, Uzun D., Mazman M, Tokgöz Köylü S., 2006. Hibrid Elektrikli Araç için Batarya Modülü Gelitirilmesi, TÜBTAK Dı Destekli Proje Raporu, Kocaeli, Türkiye.

Kaypmaz T.C., Türkay B., 1999. Bir Çimento Fabrikasında Harmonik Ölçümleri ve Güç Katsayısı Düzeltilmesi. Elektrik-Elektronik Bilgisayar Mühendislii 8. Ulusal Kongresi, 6-12 Eylül 1999, Gaziantep, Türkiye.

Türkay B., Kaypmaz T.C., 1999. Harmonic Measurement and Power Factor Correction in a Cement Factory. International Conference on Electrical and Electronics Engineering-ELECO 99, December 1-5, 1999 Bursa, Turkey.

STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ ...STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ...

Documents

Transcript of STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ ...STANBUL TEKNK ÜNVERSTES FEN BLMLER ENSTTÜSÜ...