Battery Management System Architectures For Unmanned Air Vehicles: A Strategic Issue

Özet

Elektrikli itki sistemleri, daha çevreci, maliyet etkin, güvenilir, bakım yapılabilir ve sürdürülebilir olma hedeflerine ulaşmada umut verici bir seçenektir. Daha elektrikli uçak (More electric aircraft - MEA) itki sistemleri geliştirilirken, görece daha karmaşık batarya teknolojilerinin ve diğer enerji depolama sistemlerinin geliştirilmesi gerekli olmaktadır. Bu yol haritasında bataryalar, havacılıkta daha fazla elektrikli tahrik geliştirmek için stratejik olarak kritik sistemlerdir. Bu teknolojik ilerleme insansız hava araçları (İHA) açısından da fayda sağlamaktadır. Elektrikli tahrik sistemleri, İHA'lar için daha esnek tasarım olanakları yaratır. Güç elektroniği teknolojilerindeki gelişmeler, İHA'larda elektrik gücü kullanımı için daha fazla olanak sağlamakta ve bu da batarya teknolojilerinin kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Lityum iyon bataryalar, diğer elektrik enerjisi depolama sistemlerine göre daha yüksek özgül enerji ve enerji yoğunluğu sağlar. Ayrıca bu bataryaların güvenli ve ekonomik çalışması için yönetilmesi gerekir. Yönetim işlevi, batarya yönetim sistemleri (BYS) adı verilen elektronik devreler ve sistemler tarafından gerçekleştirilir. Havacılık uygulamaları için, daha yüksek güvenlik gereksinimleri nedeniyle BYS işlevleri kritiktir. Fonksiyonlardan bazıları dengeleme, aşırı şarj/deşarj koruması, kısa devre ve aşırı yük koruması olarak sıralanabilir. Bu işlevler, alternatif tasarım mimarileri ile tasarlanan BYS alt sistemleri ile ilgilidir. Her özel uygulama için BYS tasarımı yeniden gözden geçirilmeli ve BYS alt sistemleri uygulamaya özel gereksinimlere göre geliştirilmelidir. Ana odak batarya veya elektrik enerjisi depolama sisteminin emniyeti iken, havacılık için güvenilirlik (reliability) önemlidir. Bu yazıda, havacılık bataryaları ve BYS tasarımlarının mimari alternatifleri farklı uygulamalar için incelenmiş ve BYS tasarımı ile ilgili hususlar tartışılmıştır. BYS'nin gereksinim tabanlı parametrik tasarımının havacılık batarya yönetimi uygulamalarında önemli olduğu sonucuna varılmıştır.