İçten yanmalı motorun keşfiyle hayatımıza giren fosil yakıtlı otomotivler, elektrikli araç (EA) devrinin başlamasıyla çok kısa zamanda tarihin tozlu sayfalarında yerini alacak. EA’ların ortaya çıkışı teknolojik gelişmeden ibaret değildir. Her sektörde olduğu gibi otomotiv endüstrisinin de enerjide sürdürülebilirliğe ihtiyacı olmuştur. Bu bağlamda makine mühendisleri EA’ların ortaya çıkışında merkezi bir rol oynayıp EA’ların tasarımı ve performansı konusunda yönlendirici olmuştur. Enerji yoğunluğu, şarj hızı ve genel güvenilirlik gibi önemli faktörlere odaklanarak EA’ların evrimine büyük katkı sunmuşlardır.
Peki, 21. yüzyıla kadar EA’lar üzerine neden kayda değer bir gelişme yaşanmamıştır? Sorunun cevabı batarya ve yapay zeka (YZ) teknolojilerindeki ilerlemede gizlidir.
EA’ların kalbi kritik bir bileşen olan bataryadır ve batarya teknolojisindeki evrim, EA pazarının gelişiminde önemli rol oynamaktadır. EA’larda kullanılan ilk batarya türü kurşun-asit pillerdir, ancak kurşun-asit pillerin enerji yoğunluğu ve ağırlıktaki sınırlamaları mühendisleri alternatif araştırmalara yöneltmiştir. Bunun sonucunda nikel metal hidrit piller ikinci bir seçenek olmuştur. Geliştirilmiş enerji yoğunluğu ve azaltılmış çevresel etki ile kurşun-asit pillerin yerini önemli ölçüde almıştır, ancak lityum-iyon (Li-ion) pil teknolojisi yeni bir devrimi işaret ediyordu. Li-ion teknolojisi, yüksek enerji yoğunluğu, hafif yapısı ve uzun ömrü nedeniyle EA’larda standart haline gelmiştir1.
Bir EA’da batarya ağırlığın araç üzerine etkisi nedir ve batarya sağlığı nelerden etkilenir? EA’larda uzun menzil hedefleri doğrultusunda batarya sisteminin toplam kapasitesini doğrudan etkileyen batarya hücrelerinin fazla olması aracın ağırlığını artırır. Bununla birlikte kullanım ömürlerinin sonlarına doğru aşırı miktarda şarj/deşarj döngüleri batarya sağlığına negatif etki eder. Bu da dolaylı olarak batarya sisteminin kapasitesini etkiler. Ayrıca, ani hızlanma ve sert frenleme, yüksek hızda sürüş ve yokuş çıkma gibi başlıkların sık yaşanması batarya şarj durumunda ani düşüşlere yol açabilir. Tüm bu olumsuzluklardan kaçınmak için kompakt, verimli, hafif, güvenli ve uzun ömürlü batarya sistemlerine ihtiyaç vardır. Bu noktada batarya yönetim sistemleri (BMS) devreye girer. BMS; batarya sistemlerini yönetmede, sistemin güvenliğini ve gerekli gücü sağlama yeteneklerini garanti altına almada önemli bir rol oynar. BMS tarafından yapılan doğru tahminler, aşırı şarj veya aşırı deşarj gibi riskleri hafifleterek batarya ve sistem hasarını, örneğin erken yaşlanmayı, önlemeye yardımcı olur2.
EA’ların vazgeçilmez donanımlarından birinin batarya olmasının yanı sıra yapay zekanın da bir o kadar önem arz ettiği tartışılmaz bir gerçektir. Son beş yılda üretilen taşıtların büyük bir kısmı hibrit ya da EA’lardır. Bu araçların YZ üzerine yapılan çalışmaların yoğunlaştığı bu dönemde üretilmesi onları YZ ile bütün kılmıştır. YZ, otomotiv endüstrisinde trafik yönetimini kolaylaştırma, kaza olasılıklarını en aza indirme ve taşımacılıkta verimliliği artırma gibi büyük çaplı değişikliklere imza atmaktadır. YZ’nin bu özellikleri son yıllarda üretilen tüm taşıtlarda bulunmaktadır, fakat bu özellikler EA’lar ile tanınmış ve markalaşmıştır. Ek olarak YZ, EA’ların enerji verimliliğini optimize eder, batarya yönetim sistemlerini geliştirir ve sürüş dinamiklerini iyileştirir. Bu, araçların menzilini artırırken, şarj süresini ve enerji tüketimini azaltır3. Tüm bu gelişmeler, fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltarak, daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir ulaşım sistemi oluşturulmasına katkı sağlar ve yeşil dönüşümü hızlandırır.
Sonuç olarak batarya ve YZ teknolojilerindeki ilerlemeler elektrikli araçların yaygınlaşmasını doğrudan tetiklemiştir. Bu sayede otomotiv endüstrisinde sürdürülebilir ve verimli bir dönüşüm başlamıştır.
Kaynaklar
- https://ijsra.net/content/mechanical-engineering-automotive-innovation-review-electric-vehicles-and-future-trends
- Kurucan, M., Özbaltan, M., Yetgin, Z., & Alkaya, A. (2024). Applications of artificial neural network based battery management systems: A literature review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 192, 114262.
- Rana, K., & Khatri, N. (2024). Automotive intelligence: Unleashing the potential of AI beyond advance driver assisting system, a comprehensive review. Computers and Electrical Engineering, 117, 109237.