Pil benzeri ısıl koşullara sahip silindirlerin hem tekil hem de özgün tasarlanmış pil paketi içerisinde pasif soğutulmasının deneysel incelemesi
Experimental investigation of passively cooled cylinder with battery-like thermal conditions for both single and uniquely designed battery pack
- Tez No: 789747
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKER TÜRKAKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Bu çalışmada, lityum iyon pillerin pasif termal yönetim sistemlerinden Faz Değişim Malzemesi (FDM) kullanımı ile soğutulması deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla iki farklı deneysel çalışma yapılmıştır. İlk deneysel çalışmada, FDM ısı iletim katsayısının artırılması amacıyla içerisine bakır tel örgü koyarak FDM/bakır tel örgü kompoziti oluşturuldu ve zamana bağlı ısıl davranışı doğal taşınım ortamında incelendi ve kıyaslandı. İkinci deneysel çalışmada, özgün tasarıma sahip alternatif bir pil paketi soğutma sistemi önerilmiştir. Pil paketi, alüminyum malzemeden (Al 6065) özel olarak tasarlanan hazne içerisine 12 adet test pilinin (26650 LiFePO4/C) 4S3P düzeninde yerleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Piller etrafında FDM kullanılarak, doğal taşınım ortamında düzgün sıcaklık dağılımı elde etmek amaçlanmıştır. Sürekli rejimde yürütülen tekil (birinci durum) deneylerde ısıtıcı etrafına FDM(CrodaTherm37)/bakır tel koyulması durumunda FDM katı halde iken FDM+cam ısıl direncini %52 düşürmüştür. FDM sıvı fazda olduğu durumda ise FDM/tel+cam ısıl direncini %30 artırmıştır. Özel olarak tasarlanan geometride (ikinci durum) hava tarafındaki kanatlı yapı hücrelerde daha düzgün sıcaklık dağılımı sağlanmasına yardımcı oldu. Bu şekilde, CrodaTherm32 ve CrodaTherm37 ile yapılan tüm şarj/deşarj analizlerinde batarya içerisindeki maksimum sıcaklık farklı 5˚C'nin altında tutulmuştur. 5C deşarj hızında üç çevrim yapıldığı durumda yalnızca CrodaTherm37 pil paketi maksimum sıcaklığını kritik değerin (60˚C) altında tutabilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the cooling of lithium-ion batteries using Phase Change Material (PCM), a passive thermal management system, has been experimentally investigated. For this purpose, two different experimental studies were conducted. In the first experimental study, a composite with copper wire mesh has been formed to increase the thermal conductivity of PCM and its transient thermal behaviour has been examined and compared under free convection. In the second experimental study, an alternative battery pack cooling system with a unique design is suggested. The battery pack is formed by placing 12 test batteries (26650 LiFePO4/C) in the 4S3P arrangement in custom-designed aluminum (Al 6065) chamber. It is aimed to provide uniform temperature distribution using PCM around the cells under free convection. As a result of the tests carried out for steady-state conditions (first case), by using solid-phase PCM(CrodaTherm37)/copper wire composite, the thermal resistance of PCM/copper+glass is decreased by 52% compared to the heater surrounded by only PCM configuration. If the same experiment is held for liquid phase PCM/copper wire composite, PCM/copper+glass thermal resistance is 30% higher than the only PCM case. A tailor-made finned geometry (second case) helped provide a more homogenous temperature in the cells thanks to the finned structure on the air side. In this way, the maximum temperature difference inside the battery pack is kept below 5˚C for all cases of discharge/charge analysis with CrodaTherm32 and CrodaTherm37. The maximum temperature of the battery pack could be kept below the critical value (60˚C) only when CrodaTherm37 was employed for three consecutive cycles at a discharge rate of 5C/7.83W.
Benzer Tezler
- Metal-organic framework composite based materials for hybrid supercapacitors
Hibrit süperkapasitörler için metal-organik kompozit temelli malzemeler
SARMAD HASAN AHMED AL-MAAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER ANDAÇ
- Investigation of the orbital thermal behavior of small satellites in low earth orbit
Alçak yörüngede hareket eden küçük uyduların yörünge boyunca ısıl davranışının incelenmesi
GÖNÜL ÇİÇEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN SAYAR
- Design of anode active materials from hot dip galvanizing waste for lithium ion batteries
Lityum iyon piller için sıcak daldırma galvaniz atıklarından anot aktif malzemelerin tasarımı
ORHUN OĞUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLLUR DENİZ KARAHAN
- Development of iron-rich anode materials for lithium-ion battery technology from local FeCr alloys
Yerli FeCr alaşımlarından lityum iyon pil teknolojisi için demirce zengin anot malzemelerinin geliştirilmesi
MEHMET FERYAT GÜLCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLLUR DENİZ KARAHAN
- Ticari araçların yüksek akım güç devreleri içinpasif soğutucu tasarımı ve termal performans analizi
Passive cooler design and thermal performance analysis for high current power circuits of commercial vehicles
HAMDİ YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKERİYA PARLAK