Investigating the optimisation of the fluid flow distribution within a high voltage battery thermal conditioning plate
Yüksek gerı̇lim bataryası ısıl şartlandırma plakasında iş akışkanının akış dağılımının optı̇mı̇zasyonu
- Tez No: 921364
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZAFER GEMİCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Akış dağılımı, optimizasyon, soğutma sıvısı, soğutma plakası, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Flow Distribution, optimisation, coolant, cooling plate, computational fluid dynamics (CFD)
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Elektrikli ve tamamen elektrikli araçlar, motorlu araçlarca atmosfere salınan sağlıksız egzoz ve sera gazlarını azaltarak daha sağlıklı ve sürdürülebilir bir çevre yaratmak için umut vadeden bir çözüm sunmaktadırlar. Günümüzde Lityum iyon piller, maliyet, hacimsel ve kütlesel enerji yoğunluğu, şarj hızı, güç iletim kapasitesi ve kullanım ömrü niteliklerindeki avantajları sayesinde elektrikli araçlar icin en uygun enerji depolama yöntemi olarak kabul edilmektedirler. Bununla beraber, Lityum iyon pil hücrelerinin güç iletim, kullanım ömrü ve güvenlik özellikleri, çalışma ve depolama sıcaklıklarına büyük ölçüde bağlıdır. Lityum iyon pillerin optimum aralıklarının dışında çalıştırılması ve depolanması, zamanla performanslarının düşmesine ve yıpranmanın artmasına neden olur. Bu nedenle pillerin optimum depolama ve çalışma sıcaklığında tutulmasını sağlamak, pil paketi tasarım hedeflerinin temel unsurudur. Bir yüksek gerilim pil paketinin enerji depolama ve performans kapasite nitelikleri en zayıf hücresinin kapasitesi ile sınırlıdır. Örneğin, bir pil paketi icinde hızlı yıpranan hücreler, paketin sağlıklı hücrelerinin enerji depolama ve güç iletim niteliklerinde darboğaz yaratmaktadırlar. Bu nedenle pil paketi soğutma sistemi pil hücrelerini yalnızca optimum sıcaklık aralığında tutmakla kalmamalı aynı zamanda pil hücreleri arasında önemli yıpranma farklarının oluşmasını önlemek amacıyla pil hücreleri arasındaki sıcaklık farklarını da en aza indirmelidir. Bir soğutma sisteminde bu, dengelenmiş soğutma dağılımı, valf ve sensörler ile çalışan kontrol sistemleri, şarj ve deşarj yüklerini yazilim ile kontrol etmek gibi yöntemlerle saglanabilir. Bu tezde, sınır koşullarına bağlı kalarak bir pil hücre paketi soğutma plakası içindeki soğutucu akış dağılımının optimizasyonu HAD yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. HAD modelinin korelasyonu ise prototip parça ve test düzeneklerinden alınan ölçümlerle doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Electrified and fully electric vehicles are promising solution to create healthier and sustainable environment by reducing the unhealthy exhaust and greenhouse gases emitted into atmosphere by motor vehicles. Today Lithium-Ion batteries are considered to be the most feasible energy storage for EVs thanks to their advantages on cost, volumetric and gravimetric energy density, charging speed, power delivery and lifetime capabilities. On the other hand, the performance, lifetime and safety attributes of these type of battery cells are highly dependent to the operating and storage temperatures. Operating and storing lithium-ion batteries outside of their optimal range leads to reduced performance and increased aging over time. Therefore ensuring the batteries are kept in their optimal storage and operating temperature is a key element of the battery pack design targets. The energy storage and performance delivery capabilities of an HV battery pack is also limited by its weakest cell. In example faster aging cells in a pack will become bottle neck on storage and performance of the healthier cells of the pack. Therefore, cooling system must not only be able to keep the cells within an optimal temperature range but also should be minimizing the temperature deviation among the battery cells to prevent significant aging gaps between the cells. On a fluid cooling systems this can be obtained by using well balanced cooling distribution, control systems using valves and sensors, software controlled charge and discharge operations and so on. In this thesis the optimization of the coolant flow distribution within an HV Battery cell pack cooling plate is investigated using CFD methods while adhering to the boundary conditions. Then the correlation of the CFD model is tested and confirmed with the measurements taken from test rigs using prototype parts.
Benzer Tezler
- Çukur yapıların yüzey sürtünme direncine olan etkilerinin hesaplamalı ve deneysel olarak incelenmesi
Experimental and computational investigation of the effect of dimpled surfaces on skin friction reduction
YASİN KAAN İLTER
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ORAL ÜNAL
- Characterization of hydraulic unit and use of particle size distribution data for unconsolidated laminated sandstone formations
Konsalide olmayan laminasyonlu kumtaşı formasyonları için hidrolik birimlerin karakterizasyonu ve parçacık boyutu dağılımı verilerinin kullanımı
BUSE GÖRAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İHSAN BURAK KULGA
DOÇ. DR. HASAN ÖZGÜR YILDIZ
- Gemilerde kullanılan seçici katalitik indirgeme sistemlerinde tortu oluşumunun ve azot oksit indirgeme performanslarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of urea-deposit formation and nitrogen oxide reduction performances in selective catalytic reduction systems used on marine vessels
TALAT GÖKÇER CANYURT
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- İnsansız sualtı aracının matematiksel modelinin durum ölçümlerine dayalı olarak tanılanması ve hata toleranslı kontrol
Identification of the mathematical model of an unmanned underwater vehicle based on state measurements and fault tolerant control
EMRE ÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- Yüksek hızlı araçlar için silecek sisteminin aerodinamik optimizasyonu
Aerodynamic optimisation of wiper system for high speed vehicles
SÜLEYMAN EMRE AK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ