• شماره ركورد
    20574
  • شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
    ۲۰۵۷۴
  • پديد آورنده

    مجتبي صفدري

  • عنوان
    شبيه سازي عددي مديريت حرارتي باتري هاي الكتريكي با استفاده از مواد تغيير فاز دهنده بر مبناي روش هاي مربعسازي ديفرانسيلي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست
  • سال تحصيل
    ۱۳۹۵
  • تاريخ دفاع
    ۱۳۹۷/۱۲/۱۸
  • استاد راهنما
    دكتر روح ا... احمدي - دكتر صادق صادق زاده
  • دانشكده
    فناوري‌هاي نوين
  • چكيده
    باتري‏هاي ليتيم يون مورداستفاده در تجهيزات الكترونيكي و خودروهاي الكتريكي از محدوده پايين دماي كاركرد مناسبشان رنج مي‌برند و اين اتفاق باعث ايجاد يك چالش براي مديريت حرارتي اين باتري‏ها به وجود مياورد. استفاده از مواد تغيير فاز دهنده (PCM) به‌عنوان يكي از بهترين روش‏ها در زمينه مديريت حرارتي باتري‌ها قلمداد مي‌شود. مطالعه رفتار حركت مرز مشترك جامد-مايع در PCM و شبيه‌سازي آن با روش‌هاي عددي مرسوم يكي از اصلي‌ترين موانع مدل‌سازي سيستم‌هاي پيچيده مديريت حرارتي باتري (BTMS) است. در قسمت اول از اين پايان‏نامه سعي شده است تا با استفاده از روش نوين فوق‌سريع و شبه دقيق ديفرانسيل مربعات تعميم‌يافته (GDQM) مسائل مختلف حاكم بر مسائل تغيير فاز موردمطالعه قرار گيرد. بررسي‌ها نشان داد كه روش GDQM مي‌تواند با حداكثر خطاي %2/0 رفتار PCM را پيش‌بيني كند. در قدم بعد، روش موردنظر به جهت بررسي رفتار ماده تغيير فاز دهنده اطراف باتري در درازمدت مورداستفاده واقع شد. در تحليل رفتار انواع PCM قرارگرفته اطراف باتري مشاهده شد كه طي سيكل‌هاي متعدد شارژ و دشارژ باتري، تا زمان تقريباً 40 ساعت و كمتر PCM از نوع CaCl2.6H2O و در زمان‌هاي بيشتر PCM از نوع Capric Acid عملكرد بهتري دارند. در بخش دوم از اين پايان‏نامه، شبيه‌سازي و تحليل رفتار BTMS استفاده‌شده در سطح بالاتري از پيچيدگي موردبررسي واقع شد. با بررسي انواع محفظه دربرگيرنده باتري مشخص شد تا مادامي‌كه كسر مايع موجود در سيستم به يك نرسيده است محفظه دايره‏اي عملكرد بهتري دارد و بعدازآن به دليل پخش يكنواخت‌تر هواي ورودي به بسته محفظه مربعي عملكرد بهتري را در خنك كاري باتري از خود نشان مي‌دهد. در ادامه ابعاد فيزيكي و سرعت هواي ورودي به بسته باتري با محفظه PCM دايره‌اي بهينه شد و نقطه طراحي با شرايط شيار هوا mm76/4، ضخامت ماده تغيير فاز دهنده mm41/1، سرعت هواي ورودي m/s98/1 و ماده PEG-1500 به‌منظور كمينه كردن مساحت، دماي حداكثري و ميانگين باتري‌ها به‌عنوان نقطه بهينه انتخاب شد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1398/03/12
  • عنوان به انگليسي
    Numerical simulation of Electrical battery thermal management using PCMs based on differential Quadrature methods
  • تاريخ بهره برداري
    3/9/2019 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    مجتبي صفدري

  • چكيده به لاتين
    Li-ion batteries used in electric devices and vehicles suffer from their low soutable temperature range. So this probles raise an issue to manage their thermal caractristic. Using phase change material (PCM) has been proved as a promising way to overcome this problem. Studing a moving of the PCM interface and simulating this phenomena with numerical methods is one of the major problems beacause of its computational costs. In the first section of this thesis solving defferent types of phase change problems via novel super fast and accurate method called generalized differential quadrature has beem investigated. Results showed that this method can predict the behavior of the phase change problems with the accuracy of less than 0.2% compare with exact method. In the next part this method was used to simulate to predict the behavior of the phase change phenolmena in the long time duration. By using different type of PCMs surrounding battery it was reffered that CaCl2.6H2O has better performance than other materials in reducing the battery temperature when the period time is 40hr and less. an‎d after this time Capric Acid show better performance than others. In the second part of this thesis simulating of the battery thermal management systems was studied at higher level of implication. By investigating on different type of PCM containers around the battery it was concluded that as long as the liquid fraction of the system is less than 1 the cylindrical container shows better performance but since them acoording to better air flow distribution in the battery pack the rectangular container becomes superior. After this it was decided to optimize the gemometry and the air velocity inlet of the mentioned pack. After optimizing results depicted that to maintain the Area, maximum and average temperature of the batteries in the pack the material should be PEG-1500 and the thickness of the air gap, PCM thickness and air velocity inlet should be 4.76mm, 1.41mm and 1.98m/s.