Kullanıcı Perspektifli Çok Kriterli Karar Verme ile Elektrikli Araçlarda Batarya Seçimi

Year 2021, Volume: 13 Issue: 2, 733 - 749, 18.06.2021

Mustafa Hamurcu , Emine Çakır Tamer Eren

https://doi.org/10.29137/umagd.906805

Cited By: 3

Abstract

Geleneksel araçlar, iyi performans ve uzun menzil sağlamak için petrol ve türevi yakıtlardan yararlanmaktadır. Aynı zamanda bu araçlar, çevre kirliliğine sebep olması ve tükenmek üzere olan fosil yakıtlar nedeniyle dezavantajlara sahiptirler. Bu sebeplerden dolayı, alternatif yakıtlı araç teknolojileri gelişmektedir. Günümüzde, geliştirilen batarya teknolojileri ile çevre dostu olan elektrikli araçlar yaygınlaşmaktadır. Ancak batarya teknolojileri, batarya ömrünün uzaması, deşarj oranı, nominal gerilim, spesifik enerji, dayanıklılık gibi özellikleri ile birbirinden farklılaşmakta ve çeşitlenmektedir. Bu çalışmada, enerji kaynağı olarak seçilecek olan batarya tipinin seçimi, çok kriterli karar verme yöntemleri olan analitik hiyerarşi prosesi (AHP) ve MOORA yöntemleri kullanılarak kullanıcı perspektifi bakımından yapılmıştır. Elektrikli araçların ve kullanılan çeşitli bataryaların tanıtıldığı çalışmada, kullanılan yöntemlerin sonuçları karşılaştırılmış ve en iyi alternatif olarak Li-ion batarya türü seçilmiştir.

Keywords

Batarya seçimi, Elektrikli araçlar, AHP, MOORA

Multicriteria Decision Making Based on User Perspective for Battery Selection in The Electric Vehicles

Abstract

Traditional vehicles benefit from petroleum and derivative fuels to ensure good performance and long range. At the same time, they have disadvantages due to environmental pollution and fossil fuels that are about to run out. For these reasons, alternative fuel vehicle technologies are developing. Nowadays, electric vehicles are becoming more environmentally friendly with the developed battery Technologies. However, battery technologies are differentiated and diversified by their characteristics such as extended battery life, discharge rate, nominal voltage, specific energy and durability. In this study, the selection of the type of battery to be selected as the energy source is made in terms of user perspective by using analytical hierarchy process (AHP) and MOORA methods which are multicriteria decision making methods. Electric vehicles and various batteries are introduced in the study, the results of the methods used are compared and Li-on battery type has been selected as the best alternative technology.

Keywords

Electric vehicle, battery selection, AHP, MOORA

References

• Adıgüzel, O., (2009). Personel seçiminin analitik hiyerarşi prosesi yöntemiyle gerçekleştirilmesi, Dumlupınar Üniversitesi, Sosyal Bilimler Dergisi, 24, 243-251.
• Ahmadi, M., Mithulananthan, N., Sharma, R., (2016). A review on topologies for fast charging stations for electric vehicles, In International Conference on Power System Technology, IEEE,1-6.
• Battery University, “Retreaved, fromhttp://batteryuniversity.com/learn/article/cost_of_power”, 07.30.2014.
• Bowkett, M., Thanapalan, K., Stockley, T., Hathway, M., Williams, J., (2013). Design and implementation of an optimal battery management system for hybrid electric vehicles, In international conference on automation and computing IEEE, 1-5.
• Brauers, W.K., Ginevičius, R., (2013). How to invest in belgian shares by MULTIMOORA optimization, Journal of business economics and management, 14, 5, 940-956.
• Brauers, W.K.M., Ginevicius, R., Podzevko, V., (2010). Regional development in lithuania considering by the MOORA method, Technological and economic development of economy, 16, 4, 613-640.
• Brauers, W.K.M., Zavadskas, E.K., (2006). The MOORA method and its application to privatization in a transition economy, Control and Cybernetics, 35, 2, 445-469.
• Bulach, W., Schuler, D., Sellin, G., (2018). Electric vehicle recycling 2020: key component power electronics, Waste management & research, 36, 4, 311.
• Cano, Z.P., Banham, D., Ye, S. , Hintennach, A., Lu, J., Fowler, M., Chen, Z., (2018). Batteries and fuel cells for emerging electric vehicle markets, Nature Energy, 3, 4, 279.
• Cao, D., Leung, L, Law, J., (2008). Modifying inconsistent comparison matrix in analytic hierarchy process: A heuristic approach, Decision Support Systems, 44, 944-953.
• Chan, C.C., (2013). The rise & fall of electric vehicles in lessons learned, Proceedings of the IEEE, 206–212, 1828–1930. Çellek, S., (2013). Sinop-Gerze yöresinin heyelan duyarlılık analizi, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Davutoğlu, O.I., Seçkin, G., Kalat, D.G., Yılmaz, T., Ersu, C.B., (2010). Speciation and ımplications of heavy metal content in surface sediments of Akyatan Lagoon-Turkey”. Desalination, 260(1-3),199-210.
• Debreceni, T., Balázs, GG., Varjasi, I., (2016). Elektrikli araçlar için misyon profili odaklı akü sistemleri tasarımı, Gelen yenilenebilir enerji uluslararası konferansı ve güç kalitesi, Madrid, İspanya.
• Demir, U., Aküner, M.C., (2018). Design and optimization of in-wheel asynchronous motor for electric vehicle, Gazi Universty, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture, 33, 4, 1517-1530.
• Dey, B., Bairagi, B., Sarkar, B., Sanyal, S., (2012). MOORA based fuzzy multi-criteria decision making approach for supply chain strategy selection, International Journal of Industrial Engineering Computations, 3, 4, 649-662.
• Dikmen, İ.C., (2018). An overvıew of battery technologıes. UEMK bildiri özetleri kitabı, 974.
• Dinçer, H., Görener, A., (2011). Analitik Hiyerarşi Süreci ve Vikor tekniği ile dinamik performansa: Bankacılık sektöründe bir uygulama, İstanbul Ticaret Üniversitesi, Sosyal Bilimler Dergisi, 19, 109-127.
• Elbir, T., Koca, H., (2013). Bir üniversite yerleşkesi içinde karayolu trafiğinden kaynaklanan hava kalitesinin belirlenmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Hava Kirliliği Araştırmaları Dergisi, 2, 45-54.
• Erhan, K., Ayaz, M., Özdemir, E., (2013). Elektrikli araç şarj istasyonlarının güç kalitesi üzerine etkileri, Akıllı şebekeler ve Türkiye elektrik şebekesinin geleceği sempozyumu, Ankara, 26-27.
• Frieske, B., Kloetzke, M., Mauser, F., (2013). Trends in vehicle concept and key technology development for hybrid and battery electric vehicles, World Electric Vehicle Symposium and Exhibition EVS27 IEEE, 1-12.
• Garcia-Cascales, M., Lamata, M., (2009). Selection of a cleaning system for engine maintenance based on the analytic hierarchy process, Computers & Industrial Engineering, 56, 1442-1451.
• Gears educational system, (2014). Battey basics: research, test, measure, analyze and select the optimal battery, Retreaved July 30.
• Gören, E.(2011). Hibrid ve elektrikli araçlar ile toplu ulaşımda enerji verimliliği.
• Guo, S., Zhao, H., (2015). Optimal site selection of electric vehicle charging station by using fuzzy TOPSIS based on sustainability perspective, Applied Energy, 158, 390-402.
• Güner, C. (2013). Dışarıdan şarj edilebilen hibrit elektrikli araç ile menzil artırıcı elektrikli araç konseptlerinin karşılaştırmalı analizi, Yüksek lisans tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Güner, H., (2005). Bulanık AHP ve bir işletme için tedarikçi seçimi problemine uygulanması, Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Güven, F., Rende, H., (2017). Elektrikli Araçların Tasarımında Malzeme Seçiminin Önemi, Engineer & the Machinery Magazine, 58, 689, 81-95.
• Hamurcu, M., Eren, T., (2018). Yüksek kapasiteli elektrikli otobüslerin seçiminde hibrit çok kriterli karar verme uygulaması”, Transist 11. Uluslararası Ulaşım Teknolojileri Sempozyumu ve Fuarı, 1-10.
• Hamurcu, M., Eren, T., (2020). Electric Bus Selection with Multicriteria Decision Analysis for Green Transportation, Sustainability, 12 (7), 2777, 2020.
• Hofman, T., Dai, C.H., (2010). Energy efficiency analysis and comparison of transmission technologies for an electric vehicle, In vehicle power and propulsion conference IEE, 1-6, 2010,
• Huo, H, Cai, H., Zhang, Q., Liu, F., He, K., (2015). Life-cycle assessment of greenhouse gas and air emissions of electric vehicles, A comparison between China and the US. Atmos Environ, 108, 107–116.
• Huo, H., Cai, H., Zhang, Q., Liu, F., He, K., (2015). Life-cycle assessment of greenhouse gas and air emissions of electric vehicles, A comparison between China and the US. Atmos Environ, 108, 107–116.
• Kecek, G., Yüksel, R., (2016). Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) ve Promethee teknikleriyle akıllı telefon seçimi, Dumlupınar Üniversitesi, Sosyal Bilimler Dergisi, 49, 46-62.
• Kerem, A., (2014). Elektrikli araç teknolojisinin gelişimi ve gelecek beklentileri, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5, 1, 1-13.
• Khaligh, A., Zhihao, L., (2010). Battery, ultracapacitor, fuel cell, and hybrid energy storage systems for electric, hybrid electric, fuel cell, and plug-in hybrid electric vehicles: State of the art, Vehicular technology IEEE transactions on, 59, 6, 2806-2814.
• Kılıncçı, Ö., Önal, S.A., (2011). Fuzzy AHP Approach for supplier selection in a washing machine company, Expert systems with applications, 38, 9656–9664.
• Mandal, U.K., Sarkar, B., (2012). Selection of best Intelligent Manufac-turing System (IMS) under fuzzy MOORA conflicting MCDM environment, Int J Emerg Technol Adv Eng 2, 9, 301–310.
• Manzetti, S., Mariasiu, F., (2015). Electric vehicle battery technologies: From present state to future systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51, 1004-1012.
• Ogura, K., Kolhe, M.L., (2017). Battery technologies for electric vehicles. In Electric Vehicles: Prospects and Challenges, 139-167.
• Ordonez, J., Gago, E.J., Girard, A., (2016). Processes and technologies for the recycling and recovery of spent lithium-ion batteries, Renewable & sustainable energy reviews, vol. 60pp, 195–205.
• Ömürbek, N., Üstündağ, S., Helvacıoğlı, Ö.C., (2013). Kuruluş yeri seçiminde Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) kullanımı: Isparta Bölgesi’nde bir uygulama, Yönetim Bilimleri Dergisi, 11, 21, 101-116.
• Özdağoğlu, A., (2014). Normalizasyon yöntemlerinin çok ölçütlü karar verme sürecine etkisi–MOORA yöntemi incelemesi, Ege Akademik Bakış Dergisi, 14, 2, 283-294.
• Özkop, E. (2013). Elektrikli araçlar için şarj cihazı.
• Öztürk, Z., (2018). İstanbul’da karayolu yolcu taşımacılığında elektrikli araç kullanımının incelenmesi, El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 5, 2, 367-386.
• Palaz, H., Kovacı, A., (2008). Türk Deniz Kuvvetleri denizaltılarının seçiminin AHP ile değerlendirilmesi, Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi,3, 53-60.
• Parks, K., Denholm, P., Markel, T., (2007). Costs and emissions associated with plug-in hybrid electric vehicle charging in the xcel energy colorado service territory, Contract National renewable energy laboratory, USA, 640-41410.
• Raslavicius, L., Azzopardi, B., Keršys, A., Starevicius, M., Bazaras, Z., (2015). Makaras, R. electric vehicles challenges and opportunities: Lithuanian review, Renew sustain energy rev. 42, 786–800.
• Raslavicius, L., Starevicius, M., Keršys, A., Pilkauskas, K., Vilkauskas, A., (2013). Performance of an all-electric vehicle under UN ECE R101 test conditions, A feasibility study for the city of Kaunas Lithuania Energy, 55, 436–448.
• Saaty., T.L., (1990). How to make a decision: the analytic hierarchy process, European journal of operational research, 48, 9-26.
• San, R., Momber, T.G., Abbad, M.R., Miralles, A.S., (2011). Regulatory framework and business models for charging plug-in electric vehicles: Infrastructure, agents, and commercial relationships, Energy policy, 39, 10, 6360-6375.
• Sarıkurt, T., Balıkçı, A., (2017). Tam elektrikli araçlar için özgün bir enerji yönetim sistemi uygulaması, Gazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32, 2, 323-333.
• Satılmış, O., Meşe, E., (2011). Elektrikli ve hibrit elektrikli araçlar için batarya şarj cihazları.
• Sayın, A.A., Yüksel, İ., (2011). Elektrikli aracın, lityum-iyon bataryasının modellenmesi ve batarya yönetimi, Mühendis ve Makine, 52, 616, 75-82.
• Sierzchula, W., Bakker, S., Maat, K., (2014). Van Wee, B. The influence of financial incentives and other socio-economic factors on electric vehicle adoption, Energy policy, 68, 183–194.
• Solera, L., (2001). Nonconventional on-board charger for electric vehicle propulsion batteries, Vehicular Technology IEEE Transactions on, 50, 144-149.
• Tarlak, H., İşen, E. (2018). Elektrikli Araçlar ve Akü Şarj Sistemleri, 4-1, 124-141.
• Tunca, M.Z., Aksoy, E., Bülbül, H., Ömürbek, N., (2015). AHP temelli TOPSIS ve ELECTRE yöntemleri ile muhasebe paket programı seçimi, Ömer Halisdemir Üniversitesi, İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi dergisi, 8, 1, 53-71.
• Tuncay, R.N., Üstün, Ö., (2004). Otomotiv elektroniğindeki gelişmeler, 2004.
• Uçarol, H., Kural, E., Bahar, D.M., Özsu, E., Elcik, E., Çimen, M.A., Kütük, O.,(2014). Hibrid ve elektrikli araçlar ulaşımda enerji verimliliği için bir alternatif”, TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi, Enerji Enstitüsü, 2014.
• Ustabaş, A.,(2014). Mikro ve makro etkileri yönünden elektrikli otomobiller (Türkiye ekonomisi örneği), xxxvı, 1, 269-291.
• Vatansever, K., Uluköy, M., (2013). Kurumsal kaynak planlaması sistemlerinin bulanık AHP ve bulanık MOORA yöntemleriyle seçimi: Üretim sektöründe bir uygulama, Celal Bayar Üniversitesi, Sosyal Bilimler Dergisi, 11, 2, 274-293.
• Von, D.P., Rosenstiel, D.F., Heuermann, S., Hüsig,S., (2015). Why has the introduction of natural gas vehicles failed in Germany, Lessons on the role of market failure in markets for alternative fuel vehicles. Energy policy, 78, 91–101.
• Vu, H., Tran, N., Choi, W., (2013). A novel hybrid soft switching full-bridge PWM and full-bridge LLC converter for on-board battery charger applications, In ınternational power electronics and motion control conference (IPEMC-ECCE Asia) 2016 IEEE 8th, 2470-2473.
• Xıong, R., Cao, J., Yu, Q., (2018). Reinforcement learning-based real-time power managem.ent for hybrid energy storage system in the plug-in hybrid electric vehicle, Applied Energy, 211, 538-548.
• Yazıcı, V., Özdemir, E. (2013). Elektrikli araç şarj yöntemleri.
• Yıldırım, B.F., (2015). Çok kriterli karar verme problemlerinde ARAS yöntemi, Kafkas University, Faculty of economics and administrative sciences journal, 6, 9, 285.
• Yılmaz, B., Dağdeviren, M., (2010). Ekipman seçimi probleminde Promethee ve Bulanık Promethee yöntemlerinin karşılaştırmalı analizi, Gazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 25, 4, 811-826.
• Yong, J.Y., (2015). A review on the state-of-the-art technologies of electric vehicle, its impacts and prospects, Renewable and sustainable energy reviews 49, 365-385.