Lityum-iyon pilinin farklı deşarj hızlarında termal davranışının matematiksel modellenmesi
Mathematical modeling of the thermal behavior of a lithium-ion battery at different discharge rates
- Tez No: 852937
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN DEMİRAL, DOÇ. DR. UĞUR MORALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 54
Özet
Yapılan deneysel çalışmada ICR 26650 LiCoO2 pilini farklı deşarj parametrelerinde maksimum pil sıcaklığı ve sıcaklık dağılımı dikkate alınmıştır. Deney tasarım yöntemlerinden biri olan Taguchi deney tasarım yöntemi ile L18 ortogonal dizimi esasına göre yapılmıştır. Bu dizilim ile deneyler tasarlanmış, 18 deney uygulanmış ve deney sonuçları analiz edilerek kararlaştırılan faktörlerin seviyeleri belirlenmiştir. Birbirinden farklı parametreler için C-hızı (2 C-hızı, 3 C-hızı, 4 C-hızı, 5 C-hızı, 6 C-hızı ve 7 C-hızı), ortam sıcaklığı (293 K, 303 K ve 313 K) ve ısı transfer katsayısına (10 Wm-2 K-1, 20 Wm-2 K-1, 30 Wm-2 K-1) karar verilmiştir. ANSYS Fluent programında L18 ortogonal dizimi üzerine simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Maksimum pil sıcaklığı için C-hızı faktörü diğer faktörlere göre en etkili olmuştur. En az etkili olan faktör ise ısı transfer katsayısı olmuştur. 6 C-hızı, 293 K ve 30 Wm-2 K-1 seviyelerinde maksimum pil sıcaklığının en küçük en iyi olduğu değerler elde edilmiştir. Sıcaklık dağılımı üzerinde ise yine C-hızı faktörü en etkili olmuş, daha sonra ortam sıcaklığı ve en son ısı transfer katsayısı etkili olmuştur. 2 C-hızı, 313 K ve 10 Wm-2 K-1 seviyelerinde sıcaklık dağılımının minimum olduğu elde edilmiştir. Elde edilen ANOVA sonuçlarına göre %95 güven aralığı dikkate alındığında Tmax ve ΔTmax ile C-hızı arasında istatistiksel olarak uyumlu bir ilişki olduğu söz konusudur. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar lityum-iyon pillerin termal yönetim sistemlerinin tasarımında kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
In the experimental study, the maximum battery temperature and temperature distribution of the ICR 26650 LiCoO2 battery in different discharge parameters were taken into account. The experiment was carried out according to the L18 orthogonal sequence with the Taguchi experiment design method, which is one of the experimental design methods. Experiments were designed with this sequence, 18 experiments were performed, and the levels of the factors decided by analyzing the experimental results were determined. The C-Rate (2 C-rate, 3 C-Rate, 4 C-Rate, 5 C-Rate, 6 C-Rate and 7 C-Rate), ambient temperature (293 K, 303 K and 313 K) and heat transfer coefficient (10 Wm-2 K-1 , 20 Wm-2 K-1 , 30 Wm-2 K -1 ) were decided for different parameters. Simulation studies on L18 orthogonal sequence were carried out in ANSYS Fluent program. The C-Rate factor was the most effective for the maximum battery temperature compared to other factors. The least effective factor was the heat transfer coefficient. 6 C-Rate, 293 K and 30 Wm-2 K-1 levels have been obtained at the values where the maximum battery temperature is the smallest and the best. Again, the C-Rate factor was the most effective on the temperature distribution, then the ambient temperature and the last heat transfer coefficient were effective. It was found that the temperature distribution was minimal at the 2 C-Rate, 313 K and 10 Wm-2 K-1 levels. According to the obtained ANOVA results, when 95% of the confidence interval is taken into account, it is stated that there is a statistically compatible relationship between Tmax and ΔTmax and C-rate. The results obtained from this study can be used in the design of thermal management systems of lithium-ion batteries.
Benzer Tezler
- 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
SATILMIŞ TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKER TÜRKAKAR
- Modeling the effect of sulfur loading on the electrochemical performance of a lithium-sulfur battery
Lityum-kükürt pilinin elektrokimyasal performansı üzerinde kükürt yüklemenin etkisinin modellenmesi
OĞUZTAN UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DAMLA EROĞLU PALA
- Engineering M-Si (M:Ag,Cu) thin films as negative electrodes for lithium ion batteries
Lityum iyon bataryalarda negatif elektrot olarak kullanımları için M-Si (M:Ag,Cu) ince filmlerin tasarlanması
BİLLUR DENİZ KARAHAN
Doktora
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Lityum iyon piller için ayırıcı olarak magnezyum borat takviyeli PVDF-HFP kompozit membranın elektro-eğirme yöntemi ile hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of PVDF-HFP composite membrane with magnesium borate reinforcement as a separator for lithium ion batteries by electro-spi̇nni̇ng method
SİMGE KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN BURGAZ
- Yakıt pili teknolojisinin raylı sistemlere entegre edilmesinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical examination of fuelcell technologies integration to railway systems
ABDURRAHİM TANŞU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLŞAH ELDEN