Dış ortam sıcaklığına bağlı olarak batarya hücresinin elektriksel ve ısıl özelliklerinin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of the electrical and thermal properties of a battery cell depending on ambient temperature
- Tez No: 1012547
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN SEVİLGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrikli araçların performansını, güvenliğini ve çevrim ömrünü doğrudan etkileyen en kritik faktörlerden biri batarya termal yönetim sistemidir. Batarya hücrelerinde elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu açığa çıkan ısının etkin bir şekilde yönetilememesi, kapasite düşüşüne ve geri döndürülemez termal hasarlara yol açabilmektedir. Bu tez çalışmasında, elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan 73 Ah kapasiteli kese tipi bir lityum-iyon batarya hücresinin termal davranışları, hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, Ansys Fluent yazılımı ve MSMD çatısı altındaki NTGK elektrokimyasal modeli kullanılarak bataryanın 3 boyutlu sayısal modeli oluşturulmuştur. Geliştirilen model, laboratuvar ortamında 0 °C, 10 °C, 20 °C ve 30 °C ortam sıcaklıklarında, 1C ve 2C deşarj hızlarında elde edilen deneysel veriler ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Analiz sonuçları, simülasyon verilerinin deneysel ölçümlerle yüksek bir uyumluluk gösterdiğini ve maksimum sıcaklık artışının %5'in altında bir hata payı ile öngörülebildiğini ortaya koymuştur. Bu çalışma, batarya termal yönetim sistemlerinin tasarımında, maliyetli ve zaman alıcı deneysel süreçlere alternatif olarak doğrulanmış sayısal modellerin güvenle kullanılabileceğini kanıtlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Battery thermal management system constitutes one of the most critical factors directly affecting the performance, safety, and cycle life of electric vehicles. Ineffective management of heat generated by electrochemical reactions within battery cells can lead to capacity fading and irreversible thermal damage. In this thesis, the thermal behavior of a 73 Ah pouch-type lithium-ion battery cell, widely used in electric vehicles, was investigated using computational fluid dynamics methods. Within the scope of the study, a 3D numerical model of the battery was developed using Ansys Fluent software and the NTGK electrochemical model under the MSMD framework. The developed model was validated by comparing it with experimental data obtained in a laboratory environment at 0 °C, 10 °C, 20 °C and 30 °C ambient temperatures under 1C and 2C discharge rates. The analysis results demonstrated that the simulation data showed high agreement with the experimental measurements, predicting the maximum temperature rise with an error margin of less than 5%. This study proves that validated numerical models can be reliably used in the design of battery thermal management systems as an efficient alternative to costly and time-consuming experimental processes.
Benzer Tezler
- Li-iyon batarya modelinin en uygunlaştırılması ve batarya bozunumunun incelenmesine katkılar
Contributions to optimization of Li-ion battery models and analysis of battery degradation
HAKAN İNCESU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ
- Lı-ıon batarya hücresinin farklı dış ortam koşullarında ısıl davranışının deneysel incelenmesi
Experimental investigation thermal behaviours of a li-ion battery cell under different ambient conditions
ENES BAŞAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiBursa Uludağ ÜniversitesiHibrid ve Elektrikli Taşıtlar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN SEVİLGEN
- Modelling and simulation of the pem fuel cell on mq1- predator unmanned air vehicle
Mq-1 predator insansız hava aracında pem tipi yakıt pilinin modelleme ve simülasyonu
OSMAN SÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN
- Urban heat island effect on building energy consumption: A case study using thermal load calculation tool
Şehir ısı adası etkisinin binalarda enerji tüketimine etkisi: Isıl yük hesaplama programı kullanılarak yapılan örnek bir çalışma
MUSTAFA LEBLEBİCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÇAKAN
- The preparation and characterization of samples of glass electrolyte for lithium/sodium-ion batteries
Lityum/sodyum-iyon bataryalar için cam elektrolit örneklerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
MURAT ÖZKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TUNCER ERCİYES