Bir batarya paketinin mini kanal kullanılarak termal yönetiminin sayısal araştırılması
Numerical investigation of thermal management of a battery pack using mini-channel
- Tez No: 963879
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TOYGUN DAĞDEVİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Batarya termal yönetim sistemi, Elektrikli araçlar, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Lityum iyon pil, Battery thermal management system, Electric vehicles, Computational fluid dynamics (HAD), Lithium ion battery
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrikli araçlarda kullanılan lityum iyon bataryalarda (LiB) şarj ve deşarj esnasında gerçekleşen elektrokimyasal tepkimeler neticesinde, batarya içerisinde oluşan ısı üretimine bağlı olarak batarya sıcaklığı artar. LiB'lerde arzu edilen çalışma sıcaklığı aralığı 20°C ile 40°C arasındadır. Batarya sıcaklığının 60°C'yi veya batarya içi sıcaklık farkının 5°C'yi geçmesi halinde termal kaçak adı verilen batarya sıcaklığının ani olarak artması olayı meydana gelir. Bu duruma bağlı olarak bataryadan duman çıkabilir, batarya yanabilir ve hatta patlayabilir. Bunun önüne geçmek ve batarya sıcaklığını arzu edilen limitlerde tutmak için batarya termal yönetim sistemi (BTYS) adı verilen sıcaklık kontrolü gereklidir. Bu tez çalışmasında birbirlerine seri olarak bağlanmış 6 adet silindirik 21700 lityum iyon bataryadan oluşan bir batarya paketinin, mini kanal kullanılarak termal yönetimi sayısal olarak araştırılmıştır. Batarya içerisindeki ısı üretimi, NTGK elektrokimyasal modeli ile analiz edilmiştir. 1C, 3C ve 5C deşarj oranlarında yapılan deneysel çalışmada elde edilen batarya sıcaklığı verileri, sayısal analizde doğrulanmıştır. Batarya termal yönetimi için 60°, 90° ve 120° temas açısı ve 3, 9 ve 15 iç kanala sahip 9 farklı mini kanal tasarımı yapılmıştır. 3C ve 5C deşarj oranında yapılan analizlerde akışkan olarak etilen glikol (EG), su, %50 su – %50 EG karışımı (Su/EG) ve yağ kullanılmıştır. BTYS olmadığı duruma kıyasla, n15_120° kanal tasarımında ve akışkan olarak su kullanıldığında maksimum batarya sıcaklığı 3C ve 5C deşarj oranlarında sırasıyla 38.7°C ve 48.8°C'den %33.1 ve %30.9 azalarak 25.9°C ve 33.7°C'ye düşmüştür.
Özet (Çeviri)
As a result of the electrochemical reactions that occur during charging and discharging in lithium-ion batteries (LiBs) used in electric vehicles, the battery temperature increases due to heat generation within the battery. The desired operating temperature range for LiBs is between 20°C and 40°C. If the battery temperature exceeds 60°C or the temperature difference inside the battery exceeds 5°C, a sudden increase in battery temperature, called thermal runaway, occurs. Depending on this situation, the battery may smoke, burn or even explode. To prevent this and keep the battery temperature within the desired limits, temperature control called battery thermal management system (BTMS) is required. In this thesis, the thermal management of a battery pack consisting of 6 cylindrical 21700 lithium-ion batteries connected in series was investigated numerically using a mini channel. Heat generation inside the battery was analysed with the NTGK electrochemical model. The battery temperature data obtained in the experimental study at 1C, 3C and 5C discharge rates were confirmed in the numerical analysis. For battery thermal management, 9 different mini channels with 60°, 90° and 120° contact angles and 3, 9 and 15 ports were designed. In the analyses performed at 3C and 5C discharge rates, ethylene glycol (EG), water, 50% EG – 50% water mixture (Su/EG) and oil were used as fluids. Compared to the case without BTMS, the maximum coil temperature decreased by 33.1% and 30.9% from 38.7°C and 48.8°C to 25.9°C and 33.7°C at 3C and 5C discharge rates, respectively, with the n15_120° channel design and water as the fluid.
Benzer Tezler
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- Bir ilaç fabrikasında personel gereksinmesinin belirmesi seçilmesi ve elde tutulmasına yönelik bir uygulama çalışması
Başlık çevirisi yok
EMİNE BOZBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
İşletmeİstanbul ÜniversitesiÇalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞRAY KAYNAK
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT