Elektrikli araç bataryalarının soğutulmasında farklı kanal geometrilerinin sayısal analizi
Numerical analysis of different channel geometries in cooling of electric vehicle batteries
- Tez No: 956005
- Danışmanlar: PROF. DR. NECDET ALTUNTOP
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Bu çalışmada, batarya soğutma sistemlerinin gelişimi, türleri ve karşılaştırmalı değerlendirmelerine yönelik literatür taraması yapılarak batarya paketi modeli tasarlanmıştır. Yapılan tasarımın araç ve batarya yerleşimi SolidWorks'te çizilmiş olup farklı kanal geometrilerine sahip batarya paketi konfigürasyonları ANSYS ortamında analiz edilmiştir. Termal analizler, ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak 1-6 m/s hızlarında, hem hava hem de sıvı soğutma akışkanlarıyla gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgularda, U kanalında homojen bir soğuma dağılımı (ortalama 310 K, 2 K sıcaklık farkı) gözlenirken, en iyi soğuma performansı GZK kanalında (ortalama 306 K, 14 K sıcaklık farkı) elde edilmiştir. Z kanalı ise özellikle çıkış bölgesinde en verimli soğumayı (ortalama 307 K, 10 K sıcaklık farkı) sağlamıştır. Sıvı hızının 0.01 m/s olduğu durumda soğutma etkisi 6 m/s hava soğutmasıyla benzer bulunmuştur. Novec 7200 ile 1–3 m/s hızlarında, sıvı ile temas eden hücrelerde %13, yalnızca hava ile temas edenlerde ise %10 sıcaklık düşüşü sağlanmıştır. Isı üretim oranları 1–3 W arasında olduğunda, hava soğutmasının sıvı soğutmaya göre daha az etkili olduğu belirlenmiştir. Analizler, düşük hız ve sıcaklıklarda suyun, yüksek hız ve sıcaklıklarda Novec 7200'ün daha etkili soğutma sağladığını göstermiştir. Fan basıncında 50 Pa girişin 150 Pa çıkıştan daha etkili olduğu; 1 ve 3 m/s hızlarında yüksek hacimli akışkanların sistem verimliliğini belirgin şekilde etkilediği görülmüştür. Sıvı soğutma, dar ve doğrudan temas bölgelerinde en verimli yöntem olarak öne çıkmış; çalışmada, özgül termal gereksinimlere uyarlanmış hibrit soğutma stratejileriyle maksimum termal verimliliğin sağlanabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
This study designs a battery pack model, informed by a comprehensive literature review on battery cooling system development, types, and comparative evaluations. The design, including vehicle and battery placement, was drawn in SolidWorks, and various channel geometries were analyzed in ANSYS. Thermal analyses were performed using ANSYS Fluent, utilizing air and liquid cooling fluids at 1-6 m/s. The findings indicate that a homogeneous cooling distribution was observed in the U-channel (average 310 K, 2 K temperature difference), while the best cooling performance was achieved in the GZK channel (average 306 K, 14 K temperature difference). The Z-channel provided the most efficient cooling, especially in the outlet region (average 307 K, 10 K temperature difference). When the liquid velocity was 0.01 m/s, the cooling effect was found to be similar to that of 6 m/s air cooling. With Novec 7200 at 1–3 m/s, a 13% temperature reduction was achieved in cells in contact with the liquid, and 10% in those exposed only to air. It was determined that air cooling was less effective than liquid cooling when heat generation rates were between 1–3 W. Analyses showed water was more effective at low speeds/temperatures, while Novec 7200 excelled at high speeds/temperatures. A 50 Pa inlet fan pressure proved more effective than 150 Pa at the outlet. High-volume flow rates at 1 and 3 m/s significantly impacted system efficiency. Liquid cooling was most efficient in narrow, direct contact areas. The study concludes that maximum thermal efficiency can be achieved via hybrid cooling strategies tailored to specific regional thermal requirements.
Benzer Tezler
- Elektrikli araç bataryasının soğutulmasında farklı kanatçık tiplerinin etkisinin analizi
Analysis of effectiveness of different fin types in cooling of electrical vehicle battery
MUSTAFA MUŞTU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EMİN AKAY
- Hibrit ve elektrikli araç bataryalarının soğutulmasının hesaplamalı olarak araştırılması
Computational investigation of the cooling of hybrid and electric vehicle batteries
ESRA YALÇINSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN PULAT
- Elektrikli araç bataryalarının farklı metodlarla soğutulmasının deneysel ve sayısal analizi
Experimental and numerical analysis of the cooling of electric vehicle batteries with different methods
ORHAN KALKAN
Doktora
Türkçe
2021
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR BAKIRCI
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ CELEN
- Elektrikli araç bataryalarının döngüsel ekonomi kapsamında incelenmesi
Examination of lithium ion battery recycling process within the scope of circular economy
RABİA DİŞÇİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEYDA SERDAR ASAN
- Elektrikli araç bataryalarının sağlık durumlarını tespit edecek iç direnç ölçüm tabanlı sistem geliştirilmesi
Development of internal resistance based state of health estimation method for electric vehicle batteries
MEHMET ERCİYES
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURETTİN ÜSTKOYUNCU