عنوان
بررسي ميزان افزايش طول عمر چرخه‌اي و تقويمي باتري‌هاي ليتيومي به وسيله‌ي خنك‌كاري با مواد تغيير فاز دهنده
نويسنده اصلي
پوريا توانا
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
باتري‌ها در بين منابع مختلف ذخيرهسازي انرژي، بيشترين كاربرد را در مصارف مختلف، از جمله خودروهاي هيبريدي، تمام الكتريكي و همچنين ذخيرهسازي انرژي‌هاي تجديد‌پذير توليدي دارند و كارايي خودروهاي الكتريكي وابستگي زيادي به باتري‌هاي بكار رفته در آن‌ها دارد. امروزه اكثر باتري‌هاي مورد استفاده در اين خودروها از نوع ليتيوم-يون مي‌باشد. فرايند شارژ و تخليه، سبب افزايش دماي باتري مي‌گردد كه اين موضوع استفاده از سيستم مديريت حرارتي باتري را امري اجتناب‌‌ناپذير مي‌نمايد. افزايش دما علاوه بر ملاحظات ايمني، طول عمر باتري را نيز كاهش مي‌دهد، تا جايي كه موجب تعويض باتري و در نتيجه افزايش هزينه‌ي استفاده از باتري‌ها مي‌شود. از اين جهت بررسي و تحقيق پيرامون فرسودگي عمر باتري از اهميت بالايي برخوردار است. افزايش دما باعث ايجاد گراديان دمايي قابل توجهي در باتري شده و يكنواختي حرارتي را از بين مي‌برد كه اين موضوع موجب كاهش پيمايش خودرو و عمر باتري‌هاست. اما با استفاده از مواد تغيير فاز دهنده و افزايش كنترل‌پذيري اين مواد، مي‌توان عدم يكنواختي دما داخل باتري را از بين برد. در اين پايان‌نامه تركيب سيستم خنك‌كاري آب-خنك و مواد تغيير فاز دهنده به منظور افزايش عمر چرخه‌اي و عمر تقويمي باتري‌هاي ليتيوم-يون بررسي گرديده است، چرا كه افزايش پارامتر دما نقش بسيار كليدي در فرسودگي عمر باتري ايفا مي‌كند. روش انجام كار در اين پايان‌نامه بر اساس حل عددي و شبيه‌سازي به وسيله‌ي تكنيك‌هاي ديناميك سيالات محاسباتي مي‌باشد و باتري ليتيوم-يون با كمك داده‌هاي آزمايشگاهي كه بر اساس نرخ‌هاي شارژ و تخليه‌ي مختلف مي‌باشد، در نرم‌افزار انسيس فلوئنت شبيه‌سازي و دماي بيشينه‌ي بر روي سطح باتري، اختلاف دماي باتري و كسر مايع مواد تغيير فاز دهنده در نرخ‌هاي جريان مختلف باتري و دماهاي ورودي كانال آب 295، 300 و 305 كلوين مورد بررسي قرار گرفته است. مطلوب‌ترين حالت سيستم مديريت حرارتي باتري شبيه‌سازي شده در اين پژوهش، استفاده از پره‌هاي موجدار افقي به همراه مواد تغيير فاز دهنده به عنوان روش غيرفعال و تركيب آن با آب ورودي به كانال‌ها به عنوان روش فعال مي‌باشد كه در اين حالت اختلاف دماي باتري به كمتر از 2 درجه رسيده است، در حالي كه در مورد نمونه‌‌هاي سيستم خنك‌كاري غيرفعال تنها با مواد تغيير فاز دهنده اين اختلاف دما به 40 درجه مي‌رسيد. در انتهاي پايان‌نامه مشخص مي‌شود كه افزايش بيش از حد دما، چه در فرسودگي چرخه‌اي و چه در فرسودگي تقويمي موجب كاهش ظرفيت و در نتيجه عمر باتري مي‌گردد.
شماره ركورد
208920
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مهندسي قواي محركه خودرو
استاد راهنما
دكتر غلامرضا مولايي منش-دكتر مسعود دهمرده