Elektrikli Araçlarda Batarya Bileşenleri

Son dönemlerde bir çok otomobil ve araç ve üreticisinin elektrikli araç yatırımlarının arttığını görmekteyiz. Ülkemizde bu alanda hızlı gelişen ve ivmelenen bir sanayiye sahiptir. Bu iki durumun sonucu olarak elektrikli araçlar hem gelecek hem de önem arz etmektedir.

Elektrikli araçlar için seçilen bataryaların farklı özellikleri olabilmekle birlikte araç sınıfına uygun arz talebi karşılaması beklenmektedir. Örneğin bir yarış arabası için performansı destekleyen bir batarya seçilirken traktör için kullanım süresini ve yüksek gücü destekleyen parametreler seçilmelidir. Bu yazıda “IOP Conference Series: Materials Science and Engineering ” adlı konferansta yayınlanan “Comparison of Different Battery Types for Electric Vehicles” başlıklı bildiri üzerinden görüşler sunulacaktır. Makalenin tam metnine buradan ulabilirsiniz.

Benzinli ya da dizel araçlarda yakıt deposunun hacmi aracın menzili belirlemektedir. Birim yakıt hacminde alınan mesafe depo hacmi ile çarpıldığında o aracın ne kadar km menzile sahip olduğu bulunacaktır. Benzer bir hesap elektrikli araçlar içinde yapılabilir. Mantık aynıdır. Birim enerjide alınan mesafe toplam batarya kapasitesi ile çarpılarak elektrikli araç mesafesi hesaplanabilir.

Makale incelendiğinde aşağıdaki tablo görülmektedir. Tabloda 4 farklı batarya tipinin tasarım parametrelerine göre karşılaştırması sunulmaktadır. Aynı kapasitedeki değerlere sahip bataryaların V, Ah değerleri, çalışma sıcaklığı, kütlesi ve fiyatı vb. parametreler kıyaslanmıştır.

Parametreler incelendiğinde Ah ve V değerlerinde değerler birbirlerine çok yakın görülmektedir. Uç bir değere sahip olan bir alternatif olmadığı için bu parametrelerde ki değerlere bakarak seçim yapmak güçleşmektedir.

Batarya kütlesini önem arz etmektedir. Araçların yol tutuşunun artması ve savrulma direncinin belli bir değerde olması amacıyla araç ağırlığı belli bir eşik değerin üstünde tutulmalıdır. Bu durumun tersi olarak yakıt tüketiminin ve araç yokuş direncinin artmaması için de belli bir değerlin altında tutulması gerekmektedir. Bu iki durumun sonucu olarak araç hedef ağırlığını dengelemek için batarya önemli bir parametredir. Hafif olması tercih sebebi olabilir. Genellikle araç şasisi, motorlar, kaporta belli bir ağırlığa sahip olduğu için yakıt tüketimini arttırmak istenmeyebilir. Yada ağırlığın daha da önem arz ettiği hava ve deniz araçları gibi farklı kullanım tipine sahip araçlarda ağırlık daha da ehemmiyet kazanmakta ve hafif alternatifler seçilmektedir. Makalede Li-S alternatifi en hafiftir. Li-Ion alternatifi ikinci en hafif bataryadır.

Literatürde hacim konusunda batarya kıyaslamalarının oldukça az olduğu görülmektedir. Fosil yakıtlı bir motora göre elektrikli motorlar genellikle daha küçük olmaktadır. Bu durumu destekler nitelikte şunlarda söylenebilir: elektrikli araçların parça olarak daha az olabilmesi, bataryaların dağıtılabiliyor olması, tasarım açısından daha ergonomik kullanımlar sunması, bataryaların yerleştirilmesinin tasarım kolaylığı vs.

Bataryaların çalışma sıcaklığı ilave soğutma gerektirmeyecek şekilde seçilmelidir. Eğer ki Na-NiCl2 alternatifindeki gibi çok yüksek bir çalışma sıcaklığına sahipse batarya soğutulması gerekecektir. Bu durum hem ilave maliyet hem de tasarım zorluğu oluşturacaktır.

Maliyet satırına bakıldığında ise bu makalenin 2017 yılında basıldığı göz önünde bulundurularak, Li-S seçeneğinin en uygun alternatif olduğu görülmekte iken Na-NiCl2 alternatifinin en pahalı seçenek olduğu görülmektedir.

Iclodean, C., et al. “Comparison of different battery types for electric vehicles.” IOP conference series: materials science and engineering. Vol. 252. No. 1. IOP Publishing, 2017.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir