Lityum-iyon bataryaların termal performansının sayısal incelenmesi ve optimizasyonu
Numerical investigation and optimization of the thermal performance of lithium ion batteries
- Tez No: 809564
- Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE GENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2022
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÇETKİN
- 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
2024
Mühendislik BilimleriMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ YILMAZ
- 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
- 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
2018
Mühendislik BilimleriFırat ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN VAROL
- Elektrikli araçlar için lityum iyon batarya paketinin termal yönetimi
Thermal management of lithium-ion battery pack for electric vehicles
ZİYAETTİN ATILGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMİL YİĞİT