Prizmatik lı-ıon bataryalar için soğutma amaçlı sıvı soğutma bloklarının tasarımı ve had analizi
Design and cfd analysis of liquid cooling blocks for cooling prismatic li-ion batteries
- Tez No: 937435
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHSİN KILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Sıvı soğutmalı batarya termal yönetim sistemleri (BTYS) için soğutucu blok tasarımları, bataryanın optimum çalışma sıcaklığını korumak açısından kritik bir öneme sahiptir. Bataryalar için sıvı soğutmalı soğutucu blok tasarımında dikkate alınması gereken temel faktörler; blok tasarım parametreleri, soğutucu akışkan türü, giriş sıcaklığı ve soğutucu akışkanın giriş hızı olarak sıralanabilir. Ayrıca, batarya için şarj ve deşarj durumlarındaki ısı akışının etkili bir şekilde uzaklaştırılması da önemli bir gerekliliktir. Bu çalışmada, 3C deşarj koşulunda çalışan bir elektrikli aracın 16 prizmatik tip hücreli batarya paketi için soğutma bloğu tasarımı ve HAD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) analizleri gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, çok kanallı yapı içerisine yerleştirilen üçgen, kare, daire ve altıgen gibi farklı geometrilere sahip soğutucu blokların ısıl ve hidrodinamik performansları karşılaştırılmıştır. Daha sonra, bu analizlerden elde edilen verilere dayanarak, optimize edilmiş yeni bir ikiye ayrılmış çok kanallı soğutucu blok tasarımı geliştirilmiştir. Bu tasarımın, kanatçıklı ve kanatçık içermeyen soğutucu bloklara kıyasla daha verimli bir soğutma sağladığı ve batarya yüzeylerindeki sıcaklık dağılımında daha fazla homojenlik elde ettiği belirlenmiştir. Etkin soğutma tasarımlarının, elektrikli araç batarya paketi performansını artırmanın yanı sıra ömrünü uzatmada da önemli bir rol oynadığı sonucuna ulaşılmıştır. Bu doğrultuda geliştirilen tasarımlar, bataryaların güvenli, verimli ve uzun ömürlü çalışmasını desteklemeyi hedeflemektedir.
Özet (Çeviri)
Liquid-cooled battery thermal management system (BTMS) designs play a critical role in maintaining the optimal operating temperature of batteries. Key factors to consider in the design of liquid-cooled cooling blocks for batteries include block design parameters, coolant type, inlet temperature, and coolant flow rate. Additionally, it is essential to effectively remove the heat generated during charge and discharge cycles. In this study, the cooling block design and CFD (Computational Fluid Dynamics) analyses were performed for a 16-prismatic-cell battery pack of an electric vehicle under 3C discharge conditions. Initially, the thermal and hydrodynamic performance of cooling blocks with different geometric shapes, such as triangular, square, circular, and hexagonal, integrated into a multi-channel structure were compared. Subsequently, based on the data obtained from these analyses, an optimized new dual-split multi-channel cooling block design was developed. This design was found to provide more efficient cooling and achieve greater temperature uniformity on the battery surfaces compared to finned and non-finned cooling blocks. It was concluded that effective cooling designs not only enhance the performance of electric vehicle battery packs but also play a crucial role in extending their lifespan. In this context, the developed designs aim to support the safe, efficient, and long-lasting operation of batteries.
Benzer Tezler
- Numerical modelling of a li-ion electric vehicle battery and its thermal management system
Lityum-iyon elektrikli araç bataryasının ve termal yönetiminin modellenmesi
BARIŞ IŞIKLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
DOÇ. DR. SENEM ŞENTÜRK LÜLE
- Batarya termal yönetim sisteminde yenilikçi yaklaşımlar: Gözenekli kanal ve nanoakışkan kullanılması
Innovative approaches in battery thermal management systems: Using porous channel and nanofluid
AYKUT CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH SELİMEFENDİGİL
- Sodyum iyon pillerde katot olarak kullanılabilecek prusya mavisi analoglarının sentezlenmesi, karbon kompozitlerinin üretilmesi ve performanslarının elektrokimyasal ve In Silico olarak araştırılması
Synthesis of prussian blue analogues, production of carbon composites and electrochemical and In Silico investigation of their performance in sodium ion batteries
BERKAY SUNGUR
- Modifiye edilmiş grafitin lityum iyon pillerde anot malzemesi olarak kullanımının incelenmesi
Investigation of modified graphite as anode material for lithium ion batteries
NERGİS AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KARATEPE YAVUZ
- Hava akış yönlendirici kanatların kullanımının prizmatik lityum-iyon batarya sıcaklığı üzerine etkisinin farklı çalışma şartlarında deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the usage of air diverter fins on temperature of prismatic li-ion battery for different operation conditions
MUHAMMET YASİN KABA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ CELEN