Batarya Yönetim Sistemi (BYS)

Bataryalar ve dolayısıyla piller, gelişen teknolojiyle birlikte hayatımızda daha fazla yer almaya başlamıştır. Öncelikle şuradan başlamak gerekir ki; bataryalar ve piller aynı görevi yapsalar dahi farklı şekillerde kullanılır. Kimyasal enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştürerek bünyesinde depolayan cihazlara pil denir. Pillerde bu dönüşüm tek yönlü yani Primer yapıdadır. Kısacası tekrar şarj edilemez. Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine, elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştüren cihazlara ise batarya denir. Bu dönüşüm çift yönlü,  Sekonder yapılıdır. Çoğunlukla aynı kimyasal yapıya, ölçülere ve elektrik kapasitelerine sahip piller tek tek bir araya getirilerek batarya bloğunu yani Batarya‘yı oluşturur.

Bataryalar dediğimiz gibi elektrokimyasal enerjiyi depolar, devrelerine bir üreteç bağlandığında bu enerjiyi elektrik enerjisi olarak geri verir. Yapısında kullanılan kimyasal çeşitine göre bataryalar farklı gruplara ayrılır. Bunlar;

• Şarj edilmeyen piller (Primer) : Çinko, Alkalin, Lityum
• Şarj edilebilen bataryalar (Sekonder): Nikel-kadmiyum, Nikel-metal hidrit, Lityum-Ion, Lityum-polimer şeklinde sıralanabilir.

Bunların dışında akla gelen bir diğer enerji kaynağı ise aküdür. Akü bilindiği üzere genelde araçlarda bulunur. Biriktireç, akım toplar, akümülatör gibi farklı isimleri de bulunur. Bu isimlerden de anlaşıldığı üzere akü;  kimyasal enerjiyi depo eder, istenildiği taktirde elektrik enerjisi dönüştürerek kullanımımıza sunar. Akünün görevi ise marş motorunu, ateşleme sistemini, doğru akımla çalışan tüm devreleri, ışık ve alıcıları beslemektir. Benzinli motorlarda 12 volt değerinde kullanılan akü birbirine seri bağlanmış 6 adet hücreden meydana gelmiştir.

Batarya yönetim sistemi (BYS) nedir?

Birden fazla hücrenin bir araya gelerek oluşturduğu sisteme batarya veya batarya paketi denir. Bu paketler seri veya paralel bağlı hücrelerden oluşur. Seri bağlantılar gerilimi, paralel bağlantılar akımı ve kapasiteyi belirler. Bu seri veya paralel bağlı sistemler arasındaki koordinasyonu sağlamak için ‘Batarya Yönetim Sistemleri(BYS)‘ kullanılır.

Batarya yönetim sistemleri şarj edilebilen bataryaların, kontrol ve denetimini sağlayan elektronik sistemlerdir. Batarya sistemlerinde bir koruyucu gibi davranırlar  ve bataryanın o andaki çalışma durumunu optimum seviyede tutmayı amaçlarlar.  Bataryalar günümüzde mobil uygulamaların ana enerji kaynağı olarak kullanılıyor. Bu uygulamalar;

• Elektrikli araçlar,(elektrikli araçlar ile ilgili yazımız: Türkiye’nin İlk Yerli Arabası)
• Yenilenebilir enerji sistemleri,
• Telekomünikasyon,
• Enerji depolama üniteleri vs sıralanabilir.

Bu tarz sistemlere yeterli enerjiyi sağlayabilecek olan batarya blogları çoğu zaman karmaşık haldedir. Bu nedenle her batarya bloğunun kontrol edilip uygun koşullarda en iyi performansta çalışıp çalışmadığından emin olunmalıdır. İşte bu noktada devreye BYS girer. BYS fonksiyonları şöyle sıralanır;

1. Verileri izleme
2. Hesaplama
3. Koruma
4. Optimizasyon

Batarya yönetim sistemi fonksiyonları nelerdir?

VERİLERİ İZLEME:

BYS bataryaların anlık verilerini izleyebilmemizi sağlar. Bu veriler voltaj, sıcaklık,şarj durumu veya deşarj olma durumu, sağlamlık durumu ve bataryanın çektiği akımdır.

HESAPLAMA:

BYS yukarıdaki gibi verilerin izlenmesi haricinde verilerin karşılaştırılması, belirli bazı hesaplamaların yapılması gibi işlevleri de bünyesinde bulundurur. Maksimum şarj deşarj akımı bulunması, hücrelerde veya batarya paketlerinde bulunan min/max voltaj, son şarj etmeden sonra harcanan enerji, ilk kullanımdan itibaren harcanan enerji ve çalışma süresi, şarj deşarj döngü sayısı gibi hesaplanması kolay olmayan verileri hesaplar.

KORUMA:

Yukarıdaki değerlerin belirlenen optimum seviyelerinin üzerinde çalıştığı BYS tarafından tespit edildiği taktirde, gerekli önlemler alınarak batarya paketleri korunmuş olur.  Gerektiğinde müdahale edilebilecek durumlar; bataryaların yüksek akım çekmesi, şarj edilirken yüksek gerilimlerin oluşması, deşarj süresince düşük gerilimlerin oluşması, yüksek veya düşük sıcaklık, kaçak akım oluşması şeklinde sıralanabilir.

OPTİMİZASYON:

Bataryaların kapasitesini en yüksek seviyeye çıkarmak ve şarj edilirken de şarj olan her hücrenin gerilim değerlerinin en uygun noktada bulunmasını sağlayan BYS, herhangi bir hücrede aşırı gerilim ya da düşük gerilim oluşup gerilim dengelerinin bozulması durumunda sisteme müdahale eder ve sistem kesime girer. Batarya yönetim sistemleri gerektiğinde enerjiyi en dolu hücreden alarak enerjinin kullanılması gereken hücreye transfer eder. Bu şekilde sistem üzerinde sürekli bir denetim yaparak, sistemde bir arıza oluşması durumunda hemen arızaya müdahale eder, yada  sistemi kesime götürür. Optimizasyon BYS nin en önemli fonksiyonlarından biridir.