Geri Dön

Lityum-iyon bataryaların termal performansının sayısal incelenmesi ve optimizasyonu

Numerical investigation and optimization of the thermal performance of lithium ion batteries

  1. Tez No: 809564
  2. Yazar: ORHUN BATURAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE GENÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 79

Özet

Günümüzde insanların enerjiye duyduğu ihtiyacın artması ve büyük oranda bu ihtiyacın fosil yakıtlardan karşılanmasından kaynaklı küresel ısınma, asit yağmurları vb. gibi sorunların yaşanması sonucu yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklar ile enerji üretimine ve üretilen bu enerjinin depolanmasına yönelmeler artmaktadır. Enerjinin depolanmasında ise emniyet ve sağlık açısından daha avantajlı olmalarından dolayı ikincil pil olan lityum iyon pillerin kullanımı gün geçtikçe değer kazanmaktadır. Lityum iyon pillerin yüksek enerji yoğunluğu, çabuk şarj olabilme kabiliyeti, geniş çalışma sıcaklık aralığı ve uzun çevrim ömürleri gibi avantajlı özellikleri ise çalışma koşullarına bağlıdır. Bataryaların optimum sıcaklıkta çalışmaları şarj-deşarj döngüsünde çevrim ömrü ve kullanım süresini iyileştirmektedir. Bu nedenle lityum-iyon pillerde termal yönetim sistemleri önemlidir ve yönetim olarak hava, sıvı veya faz değişim malzemeler kullanılarak soğutulma ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında 24 adet silindirik ticari 18650 NCA lityum-iyon pillerden oluşmuş batarya paketinin farklı şartlar için termal davranışı Siemens FloEFD programı kullanılarak incelenmiştir. Ele alınan bataryanın çalışma sıcaklığını optimum 18-33°C aralığında tutabilmek için farklı soğutma akışkanı (su ve hava), farklı akış hızları ve C-oran değerinin (1,2 ve 3) etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre sıvı soğutmalı batarya paketinin performansı hava soğutmalı batarya paketine göre daha yüksektir.

Özet (Çeviri)

Today, as a result of the increase in the need of people for energy and the problems such as global warming and acid rain caused by the fact that this need is met from fossil fuels, there is an increasing tendency towards energy production with renewable and clean energy sources and the storage of the produced energy. In the storage of energy, the use of lithium-ion batteries, which are secondary batteries, is becoming more common day by day because they are more advantageous in terms of safety and health. Advantageous features of lithium-ion batteries, such as high energy density, fast charging capability, wide operating temperature range and long cycle life, depend on the operating conditions. Working at the optimum temperature of the batteries improves the life cycle and usage time in the charge-discharge cycle. For this reason, the thermal management systems are important in lithium-ion batteries and cooling the batteries using air, liquid or phase change materials is remarked. Within the scope of this thesis, the thermal behavior of a battery pack including 24 cylindrical commercial 18650 NCA lithium-ion batteries was investigated by using the Siemens FloEFD program. In order to keep the operating temperature of the considered battery in the optimum range of 18-33°C, the effects of different cooling fluids (water and air), different flow rates, and C-rate values (1,2 and 3) were investigated. According to the obtained results, the performance of the liquid-cooled battery pack is higher than the air-cooled battery pack.

Benzer Tezler

  1. Numerical investigation of various heat transfer mechanisms on thermal management of a lithium-ion battery pack

    Çeşitli ısı geçişi mekanizmalarının bir lityum-iyon batarya paketinin ısıl yönetimi için sayısal olarak incelenmesi

    RESUL ÇAĞTAY ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL ÇETKİN

  2. Numerical and experimental investigation of liquid cooling of lithium ion batteries in an energy storage system

    Bir enerji depolama sisteminde lityum iyon pillerin sıvı soğutulmasının sayısal ve deneysel incelenmesi

    OYA KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik BilimleriMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIŞ YILMAZ

  3. 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

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALKAN ALKAYA

  4. Elektrikli araçlarda nano parçacık katkılı batarya soğutma sistemlerinin sayısal olarak incelenmesi

    Numerical investigation of battery thermal management systems with nanoparticle addition in electric vehicles

    TUĞÇE TÜRKBAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriFırat Üniversitesi

    Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASİN VAROL

  5. Elektrikli araçlar için lityum iyon batarya paketinin termal yönetimi

    Thermal management of lithium-ion battery pack for electric vehicles

    ZİYAETTİN ATILGAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEMİL YİĞİT