Hibrit/elektrikli araçlarda kullanılan lityum bataryaların ısıl yönetimi için nano-kompozit faz değiştiren maddelerin geliştirilmesi
Development of phase change material nano composite for thermal managment of lithium ion batteries used in hybrid-electric vehicles
- Tez No: 486774
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİME ÖMÜR PAKSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Ulaşım kaynaklı CO2 emisyonları dünyada toplamın %26'sını, ülkemizde %17'sini oluşturmaktadır. 2020'ye kadar ulaşımda hibrit/elektrikli araçların (HEA/EA) %20'ye çıkmasıyla, araçlardan kaynaklı emisyonların >%5,2 ve küresel CO2 emisyonun da %1,3-3'lük azalması beklenmektedir. HEA/EA'ın yaygınlaşması için kabul edilebilir menzili, rekabet edebilir hacim, ağırlık ve maliyette sağlayabilen güvenli bir depolama sistemi mevcut değildir. Bu kısıtları aşmak için önerilen sistemlerinin başında gelen Lityum temelli pillerin depolama kapasitesinin ve ömrünün korunması için çalışma sıcaklığının 20-55°C arasında olması gerekmektedir. Bu sıcaklığın üstünde pil kapasitesi dramatik şekilde düşmekte ve daha yüksek sıcaklıklarda patlamayla sonuçlanan bir ısıl kararsızlık görülmektedir. Bu çalışmada Lityum iyon pillerin ısıl yönetimi için faz değiştiren madde (FDM) nano-kompozit içeren bir prototip geliştirilmiştir. Şehir içi çevrim uygulamalarına göre farklı ortam sıcaklıklarında yapılan denemelerde FDM'siz batarya bloğunun sıcaklığının dış ortam 30°C'lerdeyken bile 80°C ye ulaştığı, geliştirilen %10 nanomagnetit-parafin içeren prototiple 40°C'lik farkla güvenli sıcaklık aralığında kalındığı görülmüştür. Bu durum bataryanın hem güvenli kullanılabilmesini hem de batarya bloğu içinde homojen sıcaklık dağılımı ile daha uzun ömürlü olmasını sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Share of CO2 emissions from transportation is 26% of in the world and 17% in Turkey. By increasing hybrid/electric (HEV/EV) cars by 20% until 2020, CO2 emissions are expected to decrease by 5,2% in transportation sector and 1,3-3% in total emissions. The main barrier for spreading of HEV/EV technology is the energy storage systems that can provide acceptable range in competitive volume and size economically and in a secure way. The foremost security risk in Lithium ion batteries, which are one of the recommended systems, is thermal instability due to overheating. At normal current/ resistance levels and operating conditions, temperature of Lithium ion cells has to be kept in the range of 20-55°C. Capacity of the battery falls significantly at operating temperatures higher than these and at higher temperatures explosion as a result of thermal run away can occur. In this study, a new thermal management prototype for Lithium ion batteries using phase change material (PCM) nano-composite has been developed. Urban driving cycle performance tests done at different ambient temperatures showed that temperature of the battery pack without PCM protection can go up to 80°C even at 30°C ambient temperature, whereas with PCM+10% nanomagnetite maximum temperatures were 40°C less and stayed within secure temperature at all ambient temperatures tested. Hence, a secure operation of the battery was made possible and also by providing a homogeneous temperature distribution in the battery its life time can be prolonged.
Benzer Tezler
- Gizli ısıl enerji depolama yöntemi ile lityum-iyon bataryaların ısıl yönetimi için kompozit faz değiştiren malzemelerin geliştirilmesi
Development of composite phase change materials for thermal management of lithium-ion batteries by latent thermal energy storage method
EMRE BOZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiYalova ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SELÇUK MERT
- Lityum-iyon bataryaların ısıl yönetimi için şekilce kararlı kompozit faz değiştiren malzemelerin tasarımı ve performansının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the design and performance of shaped-stable composite phase-change materials for the thermal management of lithium-ion batteries
AŞKIN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiYalova ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SELÇUK MERT
- Bataryaların ısıl analizlerinin yapılması ve ısıl yönetim sistemleri için soğutma yöntemlerinin incelenmesi
Thermal analysis of batteries and investigation of cooling methods for thermal management systems
CEYDA BERBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALKAN ALKAYA
- Hexagonal boron nitride reinforced thermal conductivity improved composite material design applications in electric vehicles
Hegzagonal bor nitrür takviyeli termal iletkenliği iyileştirilmiş kompozit malzeme tasarımı: Elektrikli araçlarda uygulamaları
EMRULLAH CEBE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ
- Investigation of thermal propagation in electric vehicle high voltage batteries
Elektrikli araç yüksek gerilim bataryalarında ısıl yayılım araştırması
KADİR ARAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ