Elektrikli Araçlarda Kablosuz Güç Transferi Sistemi Tasarımı ve Elektromanyetik Alan Maruziyetinin Değerlendirilmesi

Günümüzde elektrikli araçların batarya performansı tartışma konusu olsa da şarj istasyonlarının çoğalması bu soruna bir çözüm olmuştur. Kablosuz güç transferi (KGT) yöntemi, elektrikli araç sektöründe yenilikçi teknolojilerden birisidir. Bu çalışmada, seri – seri topolojiye sahip manyetik rezonans kuplaj temelli KGT yöntemi, teorik ve deneysel olarak ele alınmıştır. Devre için tasarlanan bobinlerin arası 15 cm iken 40 kHz’de yaklaşık 36 W aktarılmıştır. Devrenin simülasyon sonuçları ile deneysel ölçümlerinin birbirini desteklediği gözlenmiştir. Ayrıca, söz konusu devre ile bir elektrikli arabanın bataryasının şarjı esnasında oluşan elektromanyetik alan maruziyeti incelenmiştir. Ansys HFSS ile gerçekleştirilen simülasyonlar sonucunda doku modelindeki en yüksek elektrik alan seviyesi yaklaşık 43 mV/m olarak elde edilmiştir. Tasarlanan KGT devresinin manyetik alan şiddeti ölçümleri sonucunda alıcı bobine yük olarak sadece batarya bağlı durumdayken 5 cm mesafede 11 μT ölçülmüştür. Yük olarak batarya ve motor birlikte bağlıyken 32 μT manyetik alan şiddeti elde edilmiştir. Although the battery performance of electric vehicles is a matter of debate today, the proliferation of charging stations has been a solution to this problem. The wireless power transfer (WPT) method is one of the innovative technologies in the electric vehicle industry. In this study, the magnetic resonance coupling-based WPT method with series – series topology is discussed theoretically and experimentally. While the distance between the coils designed for the circuit was 15 cm, approximately 36 W power was transferred at 40 kHz. It has been observed that the simulation results and the experimental measurements of the circuit support each other. In addition, the electromagnetic field exposure that occurs during the charging of the battery of an electric car was investigated with the mentioned circuit. The maximum electric field level on tissue was simulated as approximately 43 mV/m with the Ansys HFSS. As a result of the magnetic field strength measurements of the designed WPT circuit, 11 μT was measured at 5 cm when only the battery was connected to the receiver coil. A magnetic field strength of 32 μT was obtained when the battery and motor were connected together as a load.