Investigation on thermal and hydraulic performance of a constructal battery thermal management system
Bir yapısal batarya termal yönetim sisteminin termal ve hidrolik performansının incelenmesi
- Tez No: 990200
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞAHİN GÜNGÖR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fosil yakıtlardan elektrik tabanlı ulaşıma doğru artan geçiş, öncelikle zararlı emisyonları azaltma hedefiyle yönlendirilmektedir. Rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıyla çalışan elektrikli araçlar ve batarya enerji depolama sistemleri, tamamen karbon nötr operasyonlar sunabilir. Ancak, uzun şarj süreleri ve sınırlı sürüş mesafesi endişe kaynağıdır. Ayrıca, üretilen ısı, çalışma akımı seviyesiyle doğru orantılı olduğundan, şarj ve deşarj süreçlerinin güvenlik eşikleri vardır. Literatür araştırmaları, Li-iyon pillerin optimum çalışma sıcaklığı aralığının 15°C ile 35°C arasında olduğu konusunda fikir birliğine varmıştır; bu, daha uzun ömür, daha yüksek performans ve daha düşük kapasite tükenme koşulları sağlar. Bu çalışma, çeşitli hızlı şarj/deşarj seviyelerinde (20 A'ya kadar) deneysel gerçekliği birleştirerek daha verimli pil termal yönetim sistemlerinin tasarımını ortaya koymaktadır. Elektriksel ve termal veriler profesyonel bir deney düzeneği aracılığıyla toplanmış ve MATLAB-Simulink ve ANSYS Fluent'te gerçekleştirilen sayısal stratejilerle doğrulanmıştır. Geleneksel ve Hess-Murray kural tabanlı akış mimarileri, optimum çalışma sıcaklığı aralığında düzgün ısı dağılımı sağlamak için analiz edilmiştir. Ayrıca, her tasarımda deneyimli basınç düşüşü ve gerekli pompalama gücü dikkate alınmıştır. Bulgular, 4 kollu Hess-Murray kanopi sisteminin, sabit çaplı 4 kollu kanopi sisteminden yaklaşık %16,1 daha yüksek bir performansla en iyi genel performansı sağladığını ve 3 geçişli serpantin sisteminde bu farkın %81,4'e ulaştığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The growing shift from fossil fuels to electric-based transportation is primarily driven by the goal of reducing harmful emissions. Powered by renewable energy sources such as wind and solar, electric vehicles and battery energy storage systems can offer completely carbon-neutral operations. However, long charging times and limited driving mileage are sources of concern. Besides, charging and discharging processes have safety thresholds as the generated heat is directly proportional to the operational current level. Literature investigations have consensus on the optimal operating temperature range of Li-ion batteries between 15°C and 35°C, ensuring longer lifespan, higher performance, and lower capacity fade conditions. This work uncovers the design of more efficient battery thermal management systems by combining experimental reality under various fast charging/discharging levels (up to 20 A). Electrical and thermal data are collected via a professional experimental setup and verified by numerical strategies performed in MATLAB-Simulink and ANSYS Fluent. Traditional and the Hess-Murray rule-based flow architectures have been analysed to provide uniform heat dissipation within the optimal operating temperature range. Furthermore, experienced pressure drop and required pumping power are considered in each design. The findings indicate that the 4-branch Hess-Murray canopy system yielded the best overall performance, with about 16.1% higher than the constant diameter 4-branch canopy system, and the difference reaches up to 81.4% for the 3-pass serpentine system.
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
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
DOÇ. DR. SENEM ŞENTÜRK LÜLE
- An experimental investigation of thermal, hydraulic and chemical effects on the erosion of compacted bentonite
Sıkıştırılmış bentonitin erozyonu üzerindeki termal, hidrolik ve kimyasal etkilerin deneysel olarak incelenmesi
SÜLEYMAN BÜLBÜL
Doktora
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiUnıversıty Of Manchester Instıtute Of Scıence And Technology (umıst)Geoteknik Ana Bilim Dalı
DR. Ahmad Syed Mohd Syed
- Analysis of reactivity initiated accidents for ITU TRIGA Mark II research reactor and the development of a new analysis code
İTÜ TRİGA MARK II reaktöründe reaktivite ile başlatılmış kazaların analizi ve yeni analiz kodunun geliştirilmesi
MOHAMMAD ALLAF
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Serbest piston stirling soğutucularının deneysel olarak incelenmesi
An Experimental investigation on free piston stirling coolers
EMRE OĞUZ
- Geogrid-donatılı kum zemine oturan temellerin taşıma kapasitesi
Bearing copacity of footings on geogrid-reinforced sand
TEMEL YETİMOĞLU
