Lityum tabanlı bataryalar için ısıl yönetim sistemlerinin geliştirilmesi
Development of battery thermal management systemsfor lithium based battery packages
- Tez No: 853573
- Danışmanlar: PROF. DR. VEYSEL ÖZCEYHAN, PROF. DR. YÜKSEL KAPLAAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Batarya ısıl yönetim sistemleri (BIYS), Batarya soğutma sistemleri, ısıl yönetim, Faz değiştiren malzemeler (FDM), Zorlanmış taşınım, Parafin, Laurik asit, Dekanoik asit, Battery thermal management systems (BTMS), Battery cooling systems, thermal management, Phase change materials (PCM), Forced air, Paraffin, Lauric acid, Decanoic acid
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
Batarya paketleri için dört farklı soğutma sistemi incelenmiştir; doğal taşınım, zorlanmış taşınım, faz değiştiren malzeme (FDM) ve hibrit (Zorlanmış taşınım ve FDM) soğutma sistemleridir. FDM için üç farklı kimyasal kullanılmıştır; bunlar parafin, laurik asit ve dekanoik asittir. Soğutma sistemlerinde uygulamasında incelenmek üzere 12, 24 ve 48 voltluk batarya grubu seri bağlanmıştır. Zorlanmış taşınım hız parametreleri 10, 7.5 ve 5 m/s olarak belirlenmiştir. FDM soğutma sistemleri üç parametre (0.25, 0.5 ve 1D) altında incelenmiştir. Soğutma sistemlerinin farklı güçler altındaki etkileşimlerini incelemek için 5 farklı deşarj seviyesi (1, 2, 3, 4, 5C ve C=2.8 Amper) seçilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda doğal taşınımın batarya paketi üzerinde yeterli soğutmayı sağlamadığı ve üretici firma tarafından verilen sıcaklık değerlerinin üzerinde kalmıştır. Laurik asit zorlanmış taşınımda 2C ve 3C deşarj oranında, 0.25D mesafede en iyi sonuçları vermiştir. Bunun yanında sistemin doğal ve zorlanmış taşınımın olmadığı ortamlarda laurik asit 1C'yi destekleyebilmektedir. Dekanoik asit ise laurik asitten bir adım ilerde olup doğal taşınımda 2C'yi destekleyebilmektedir. Bu iki FDM'nin yüksek deşarj halinde ve zorlanmış taşınım olmadığı yerlerde çalışma sıcaklığına yakın kalmasını sağlamada büyük katkısı vardır. Parafin 0.5D mesafede 1, 2, 3, 4 ve 5C deşarj oranı için uygun değer aralığında kalmıştır. Prafinin zorlanmış taşınım olmaksızın çalıştığı sistemlerde 0.25D dışındaki mesafelerde fonksiyon gösteremediği gözlemlenmiştir. Bunun yanında 3C, 4C ve 5C deşarj oranları için 0.25D mesafe parafin kullanımı uygundur.
Özet (Çeviri)
Four different cooling systems for battery packs were examined which are natural convection, forced convection, phase change material (FDM) and hybrid (forced convection and PCM) cooling systems. Three different chemicals used in FDM cooling systems: paraffin, lauric and decanoic acid. 12-, 24- and 48-volt battery groups were connected in series to be examined in the application of cooling systems. Forced convection velocity parameters were determined as 10, 7.5 and 5 m/s. FDM cooling systems were examined under three distance parameters (0.25, 0.5 and 1D). Five different discharge levels (1, 2, 3, 4, 5C and C = 2.8 Amperes) were selected. As a result of the experiments, it was determined that natural convection did not provide sufficient cooling on the battery pack and the temperature remained above the temperature values given by the manufacturer. Lauric acid gave the best results in forced convection at 2C and 3C discharge rates and 0.25D distance. In addition, lauric acid can support 1C in environments where the system is stable and does not have forced air. Moreover, Decanoic acid can support 2C discharge rate with natural air convection. Paraffin remained within the appropriate value range for the discharge rate of 1, 2, 3, 4 and 5C at a distance of 0.5D. It has been observed that in systems where Paraffin operates without forced convection, it cannot function at distances other than 0.25D. In addition, it is appropriate to use 0.25D distance paraffin for 3C, 4C and 5C discharge rates.
Benzer Tezler
- A novel method to estimate state of charge of li-based batteries
Lityum bazlı batarya hücrelerinin özgün bir yöntem ile şarj durumu tahmini
EYMEN İPEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ
- 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
- Lityum iyon pil hücresinin termal karakterizasyonu
Thermal characterization of lithium-ion battery cell
GİZEM TAYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL FÜRKAN SÖKMEN
- Lityum tabanlı bataryalarda şarj durumu kestirimi için kalman filtresi geliştirilmesi
Development of kalman filter for state of charge estimation in lithium ion based batteries
FATMA NUR DİŞÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULKADİR BALIKÇI
- Lityum titanat oksit bataryaların yapay sinir ağlarıyla şarj durumu tahmini
State of charge estimation of lithium titanate oxide batteries with artificial neural networks
İLYAS ANDIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ UYSAL