Elektrikli otomobil batarya ömrü

[Endorfin35+]

Canımı sıkan konulardan biridir aslında bu konu...

Öncelikle bu konudaki görüşlerim tamamen kişisel kullanım içindir. Toplu ulaşım, endüstriyel kullanım, şirket araçları vs için değerlendirmem farklı. Bunlar ticari araç. Maliyet/karlılık analizleri yapılır, değerlendirilir ona sözüm yok. Peki şahsi otomobiller için durum ne olacak?

Ekonomik durumumuz ortada. Yakıtlı bir araç kabaca 30 yıla kadar ciddi bir masraf çıkarmadan hizmet verebiliyor. Ancak elektrikli araçların durumu biraz muamma... 10 yıl sonra bataryalar kullanılmaz hale gelince batarya değişim maliyeti ne olacak? Değiştirmeyeyim satıyım desen ikinci el fiyatı ne olacak? Birde 10 yıl boyunca sağlıklı kullanabilecekmiyiz. İlk zaman 500 km giderken her yıl menzil 50 km azalacak mı?

Maddi olarak çok rahat olsam bu soruların hiç birini düşünmezdim. Bozulunca al yenisini... Ancak bir otomobile sahip olmak için yıllarca çalışıyoruz bu nedenle kişisel kullanım için çekimser düşünüyorum.

 

[taydin]

Elektrikli araçlarda kullanılan pil teknolojisi baya gelişti. UPS pilleri gibi birkaç sene değil 10 yıl gibi bir süre gidiyor. Zaten üretici de pil için en az beş yıl garanti veriyor. Tesla 8 yıl garanti veriyor. Zamanla piller daha da hafifleyecek ve ömürleri uzayacak.

Bence Türkiye şartlarında şu anda en ideal teknoloji hibrit araçlar. Hem şarj için özel istasyona bağımlı değilsin hem de şarj istasyonu varsa bile uzun süre şarjı beklemek zorunda değilsin. Performans ihtiyacı olduğunda da hemen benzinli tahrike geçebiliyorsun.

Bundan iki sene önce Toyota'nın hibritine bakmıştık 180 bin TL idi. Şimdi herhalde yarım milyon olmuştur. Artık araba alınmaz, elimdeki Honda'ya iyi bakmam lazım

 

[taydin]

Şimdi Tesla S fiyatlarına bakayım dedim, ortalama 1.5 milyon lira O paraya sanayide atölye satın alırım daha iyi. Araba dediğin ne ki? Sarf malzemesi, yatırım değeri sıfır.

 

[kesmez]

Benim li-ion pillerle ilgili bir fikrim var. sizlerle de paylaşayım.
Bildiğiniz gibi pillerin şarzını dengelemek için bms kullanılıyor. eğer fikrim işe yararsa bms kullanımına gerek kalmayabilir.
bms devreleri pillerin aşırı şarz olmasını engelliyor veya aşırı şarz olan pilden diğer pillere enerji aktarımı yapıyor. eğer bu işlem yapılmazsa aşırı şarz olan pil alev alabiliyor.
Benim fikrim şu.
Lityum-ion piller üretim aşamasındayken pilin en dış yüzeyine peltier eklemek.
Bu peltieri kontrol edecek ntc ve peltieri kontrol edecek anahtarlama elemanı da gerekiyor. belki ntc ye gerek kalmadan pil voltajına göre de peltier anahtarlanabir.
Peltierin soğutucu yüzeyi pilin içine doğru, ısınan yüzeyi de pilin dış yüzeyi olacak. Yani peltier den akım geçince pil soğuyacak. dış yüzey ısınacak. dış yüzeydeki ısı soğutma sistemine bağlı olacak. hatta pilin dış yüzeyi aluminyum soğutuculardaki gibi yüzey alanınını artırarak daha kolay soğuması için kanatlı yapıda da tasarlanabilir.
Bu şekilde pildeki fazla enerji hem azaltılmış olacak hemde ısınan pil soğutulmuş olacak.
Bu şekilde tasarlanan pillerin ekstradan daha yüksek akımla şarz edilebileceğini de düşünüyorum.
Ne dersiniz.

 

[serkan_48]

@kesmez

Teknik olarak mantıklı ancak peltierler çok verimli soğutucu değiller. Ciddi enerji harcarlar. Tasarruf için elektrikli araç alıp ettiğimiz tasarrufu pilleri soğutmak için harcamak sonuç belkide sıvı yakıtlı araçlarında üzerinde harcama çıkabilir.

Peltierlerin enerji verimliliğini araştırabiliriz.

Elektrikli araba konusunda,

Türkiyede araba almakmı güldürdün beni bir sana bir buçuk devlete..

 

[kesmez]

Peltier zaten bms devrelerinde direnç üzerinde harcanan ısıyı harcayacak. pil üzerindeki fazla enerjiyi ısınma yerine soğutma amaçlı olarak kullanacak. peltierin çok verimli olması gerekmiyor. zaten pelitierin harcayacağı güç bms devrelerinde direnç ve mosfet üzerinde harcanan güç olacak. peltier bu gücü pili soğutmak için kullanacak. güzel tarafı bu.
sadetin videoları güzel oluyor.

 

[taydin]

Aslında denemek lazım.

@kesmez

Teknik olarak mantıklı ancak peltierler çok verimli soğutucu değiller. Ciddi enerji harcarlar. Tasarruf için elektrikli araç alıp ettiğimiz tasarrufu pilleri soğutmak için harcamak sonuç belkide sıvı yakıtlı araçlarında üzerinde harcama çıkabilir.

Peltierlerin enerji verimliliğini araştırabiliriz.

Elektrikli araba konusunda,

Türkiyede araba almakmı güldürdün beni bir sana bir buçuk devlete..

Valla elin Alamanyasında yenilenebilir enerji sistemlerinde devlet sübvansiyonu var. Güneş enerjisi sistemi koyuyorsun müstakil evine, devlet kurulum maliyetinin %60 ını mı ne ödüyor. Bu arada bizimkiler ne yapıyor? Bakalım

 

[taydin]

Bu kadar rezillik olmaz arkadaş. Adamın çiftliğinde elektrik masrafı 5000 TL imiş. Kendi elektriğini üretmek için güneş enerji sistemi kuruyor adam. Ama bazan elektrik tüketimi az olduğu için üretilen elektrik şebekeye geri veriliyor. Adama elektrik idaresi "dağıtım bedeli" adı altında 5300 TL lik fatura göndermiş. Adam diyor ki "Milyonluk yatırım yaptık kendi elektriğimiz üretmek için, ama bu işin sonunda zararlı çıktık"

Anlatmaya gerek yok, görüyorsunuz

 

[Endorfin35+]

Tam emin değilim ama bildiğim kadarı ile teslanın pilleri ağırlık dengesi için şasenin muhtelif yerlerinde dağınık duruyor.

Batarya mülkiyeti bizim olmasa, Batarya bir paket haline gelse istasyonlarda şarj yerine değişim olsa damacana su alır gibi boşu versek doluyu alsak. Bununla ilgili dağıtım firmaları olursa o zaman mantıklı olmaya başlar bu iş... Son kullanıcı batarya eskidi vs derdinden kurtulur. Dağıtım firmaları arasında rekabet olur. Batarya performansları yüksek tutulur. Gelişen batarya teknolojisi derdide olmaz. Yatırımı dağıtım firmaları üstlenir...

 

[taydin]

Peltier zaten bms devrelerinde direnç üzerinde harcanan ısıyı harcayacak. pil üzerindeki fazla enerjiyi ısınma yerine soğutma amaçlı olarak kullanacak. peltierin çok verimli olması gerekmiyor. zaten pelitierin harcayacağı güç bms devrelerinde direnç ve mosfet üzerinde harcanan güç olacak. peltier bu gücü pili soğutmak için kullanacak. güzel tarafı bu.
sadetin videoları güzel oluyor.

Ama şöyle bir durum olmuyor mu? Normalde pil ısınacaktı, pili soğutman gerekecekti. Ama şimdi peltier pili soğutuyorken, peltier'in diğer tarafı ısınacak. Bu durumda da peltier'i soğutman gerekecek. O zaman peltier fazlalık olmuş oluyor. Doğrudan pili soğut daha iyi, öyle değil mi?

 

[taydin]

Tam emin değilim ama bildiğim kadarı ile teslanın pilleri ağırlık dengesi için şasenin muhtelif yerlerinde dağınık duruyor.

Batarya mülkiyeti bizim olmasa, Batarya bir paket haline gelse istasyonlarda şarj yerine değişim olsa damacana su alır gibi boşu versek doluyu alsak. Bununla ilgili dağıtım firmaları olursa o zaman mantıklı olmaya başlar bu iş... Son kullanıcı batarya eskidi vs derdinden kurtulur. Dağıtım firmaları arasında rekabet olur. Batarya performansları yüksek tutulur. Gelişen batarya teknolojisi derdide olmaz. Yatırımı dağıtım firmaları üstlenir...

Ama mevcut verilere göre pilin aşınması ihmal edilebilecek düzeyde. Mesela aşağıdaki linkteki makaleye bakılırsa:

How Long Should An Electric Car’s Battery Last? | MYEV.com

An electric car's battery is the vehicle’s most critical – and expensive – component. Fortunately it should be able to go the distance.

www.myev.com

Adam Tesla S ile 50 bin mil yapmış (80 bin kilometre) ve sonra da pil performansındaki farka bakınca bunun sadece %5 olduğunu görmüş. Eğer arabayı normal şarj edersen pil ömrü daha da uzun oluyormuş. Hızlı şarj herhalde biraz yıpratıyor. Ama sürekli hızlı şarj kullansan bile pil aşınması pratikte bir sorun yaratmıyor. 200 bin mil kullanım ömrü olan piller geliştiriliyormuş, yani bu sorun giderek daha da önemsiz hale gelecek.

 

[kesmez]

Ama şöyle bir durum olmuyor mu? Normalde pil ısınacaktı, pili soğutman gerekecekti. Ama şimdi peltier pili soğutuyorken, peltier'in diğer tarafı ısınacak. Bu durumda da peltier'i soğutman gerekecek. O zaman peltier fazlalık olmuş oluyor. Doğrudan pili soğut daha iyi, öyle değil mi?

peltier dış yüzeyi soğutulacak tabi. pil kasası bu iş için kullanılabilir. pillerin dış yüzeyi kanatlı yapıda olabilir. hava veya sıvı soğutma elektrikli araçlarda zaten kullanılyor diye biliyorum.
doğrudan pili soğutursanız pildeki fazla şarzdan kurtulmuş olmazsınız.

 

[serkan_48]

Peltier zaten bms devrelerinde direnç üzerinde harcanan ısıyı harcayacak. pil üzerindeki fazla enerjiyi ısınma yerine soğutma amaçlı olarak kullanacak. peltierin çok verimli olması gerekmiyor. zaten pelitierin harcayacağı güç bms devrelerinde direnç ve mosfet üzerinde harcanan güç olacak. peltier bu gücü pili soğutmak için kullanacak. güzel tarafı bu.
sadetin videoları güzel oluyor.

Bir bms üzerinde kaç watt harcanıyorki bu harcanan enerjiyi soğutmaya çevireceğiz.

Şunu hesap etmemiz gerekiyor.

1- Pillerden gelen ısı yükü
2- Peltier ile elde edeceğimiz soğutma.

Burada peltierle harcayacağımız enerjinin pillerden gelen ısıyı karşılaması lazım.

Mesela aşağıda eklediğim datasheet sayfasına göre bu modül 50 C derece ısı atılan ortam yüzeyinde yaklaşık 103 watt enerji harcarken 66 watt soğutma elde ediyor. İşte bu noktada 100 watt enerji harcayıp elde ettiğimiz 60 watt soğutma kapasitesi ile pilleri ne kadar soğutabileceğiz.

100 watt harcanabilir elektrik enerjisi için bms bu kadar atık ısı enerjisi verecek mi? BMS lerdeki atık ısı bildiğim kadarıyla piller dolmaya yakın pil gerilimlerini eşitleme noktasında devreye giriyor. Yani atık enerji o kadar çok büyük olduğunu düşünmüyorum.

 

[kesmez]

Bir bms üzerinde kaç watt harcanıyorki bu harcanan enerjiyi soğutmaya çevireceğiz.

Şunu hesap etmemiz gerekiyor.

1- Pillerden gelen ısı yükü
2- Peltier ile elde edeceğimiz soğutma.

Burada peltierle harcayacağımız enerjinin pillerden gelen ısıyı karşılaması lazım.

Mesela aşağıda eklediğim datasheet sayfasına göre bu modül 50 C derece ısı atılan ortam yüzeyinde yaklaşık 103 watt enerji harcarken 66 watt soğutma elde ediyor. İşte bu noktada 100 watt enerji harcayıp elde ettiğimiz 60 watt soğutma kapasitesi ile pilleri ne kadar soğutabileceğiz.

100 watt harcanabilir elektrik enerjisi için bms bu kadar atık ısı enerjisi verecek mi? BMS lerdeki atık ısı bildiğim kadarıyla piller dolmaya yakın pil gerilimlerini eşitleme noktasında devreye giriyor. Yani atık enerji o kadar çok büyük olduğunu düşünmüyorum.

elektrikli araçlar çok yüksek akımlarla şarz ediliyor. şarz akımı her günde artırılıyor.
bms ler piller arasındaki voltaj farkın göre çalışıyor. mesela pilin birisi 3.7 diğerler 3.6 olsun bms yüksek voltajlı pili diğer pil seviyesine düşürmek için çalışıyor. yani 4.2 voltu beklemiyor.
pillerin hızlı şarzla 4 amperle şarz edildiğini düşünelim. standart bms devreleri pilleri dengeleyemeyektir.

 

[pwm.c]

bence süper kapasitörleri birazdaha geliştirip kullanabilirler. ömrü pillerden çok daha uzun oluyor. şuanda bazı araç kameralarında mevcut ama piller kadar uzun şarj süresine sahip değil.

 

[serkan_48]

@kesmez hocam bu rlektrikli arac sarj sistemleri hakkında elinde bir bilgi doküman varmi? Merak ettim incelesek.

 

[kesmez]

yutubda birkaç video var. bende arıyorum.

 

[Endorfin35+]

Batarya dışında zaman içinde elektronik kaynaklı bir çok sıkıntıda olacaktır. Nemdem titreşimden arızalar meydana gelecek. Oto sanayilerinde bu tip arızalara özel yeni iş kolları türeyecektir. Keşke modüler bir yaklaşım sergilense... Otomobil bilgisayarı yada kontrol ünitesi diyebileceğimiz bir yapı oluşturulsa... Sonuçta yapılan iş girdi çıktı birimleri belli. Sıkıntımı var sök yenisini tak. Upgrade et vs... Yakın zamanda böyle olacağını hiç sanmam...

Yazılım tarafıda var olayın. Belki zaman içinde cep telefonlarında olduğu gibi ortak bir işletim sistemi çıkabilir. 10 yıl sonra bir kullanıcı arbama xxx virusu bulaştı derse hiç şaşırman. Başka sıkıntılı taraflarda olabilir. Diyelimki arabamız birçok google hizmeti kullanıyor. Malum gündemde google a kesilen ceza var. Google ben senin ülkene arabana hizmet vermiyorum da diyebilir. Zamanla alışacak olduğumuz teknolojik nimetlerin bir kısmı bir sabah birilerinin bir düğmeye basması ile arabamızda çalışmamaya başlayabilir.

 

[kesmez]

10:30 da peltier elektrik üretiyor.

 

[pwm.c]

10:30 da peltier elektrik üretiyor.

onun ürettiği elektrik karın doyurmaz.