27848

بررسي عملكرد حرارتي باتري ليتيوم يوني و خنك¬كاري آن در سيكل رانندگي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك-گرايش تبديل انرژي

1398-1401

1401/07/20

دكتر محمدحسن شجاعي فرد

مكانيك

امروزه مقوله گرمايش زمين و تأثير گازهاي گلخانه¬اي بر تشديد اين امر، يكي از مسائل روز دنيا است. بخشي قابل توجهي از اين گازها، در بخش حمل‌ونقل و توسط خودروها توليد مي¬شود. يكي از راه‌حل‌هاي اين اتفاق، استفاده از خودروهاي الكتريكي است. در اين اتومبيل‌ها انرژي الكتريكي ذخيره‌شده در باتري نيروي محركه خودرو را تأمين مي¬كند. پس بهتر است باتري در بهترين شرايط عملكردي خود قرار داشته باشد. دماي باتري به¬طور مستقيم تحت تأثير توان مورد نياز موتور الكتريكي در ارتباط است. همچنين شرايط دماي محيط پيرامون نيز مي¬تواند ظرفيت سيستم مديريت حرارتي باتري را تحت الشعاع قرار دهد. به¬همين منظور در اين پژوهش ابتدا به جمع¬آوري داده¬هاي ميداني براي سيكل¬هاي رانندگي پرداخته شده و سپس با مدل-سازي ديناميكي خودرو و اعمال سيكل رانندگي با شرايط ترافيكي متفاوت، شرايط تغييرات دمايي ماژول¬هاي باتري بررسي گرديد و بحراني¬ترين شرايط رانندگي به¬عنوان سيكل رانندگي انتخاب شد. لازم به¬ذكر است كه بررسي¬هاي انجام شده براي پاسخ حرارتي پك باتري به سيكل رانندگي ورودي در شرايط بدون خنك¬كاري، هواخنك و آب خنك بررسي گرديد. هدف از بررسي بدون در نظر گرفتن سستم خنك¬كاري بررسي بحراني-ترين شرايط ترافيكي از منظر افزايش دماي ماژول¬هاي باتري است. پس از بررسي سيكل رانندگي در جريان ترافيكي روان و سرعت بالا بيشترين تأثير را در افزايش دماي ماژول¬ها به¬همراه داشت. بنابراين اين سيكل به-عنوان سيكل مرجع براي بررسي سيستم¬هاي خنك¬كاري انتخاب گرديد. سپس اعمال سيستم¬هاي خنك-كاري هواخنك و آب¬خنك براي سيكل رانندگي انتخاب شده مشخص گرديد كه براي جلوگيري از افزايش دما در ماژول¬هاي باتري نياز است تا سيال خنك¬كننده براي ايجاد شرايط قابل قبول مي¬بايست كاهش دما يابد زيرا با شرايط هم¬دمايي با هواي محيط امكان ايجاد محدوده دمايي مجاز براي ماژول¬هاي باتري امكان پذير نمي¬باشد. بنابراين با تغيير شرايط خنك¬كاري براي هريك از حالت¬هاي هواخنك و آب¬خنك، مقداري دبي و دماي سيال خنك¬كننده مناسب براي هردوحالت خنك¬كاري استخراج گرديد.

1401/11/18

Thermal Investigation of Lithium Battery in Different Driving Cycles

10/12/2023 12:00:00 AM

Nowadays, global warming is an important concern in the world. The reason for increasing the earth's temperature is the emission of greenhouse. Transportation is one of the main fields in the produce greenhouse gases. One solution in this field is using electrical vehicles to reduce greenhouse gas emissions. In the electrical vehicle, the energy storage in the battery pack therefore must be in the best condition for better performance. the temperature is one of the effective variables on battery performance and aging. The electrical motor demand power affects the battery temperature rising, therefore in this study the Tehran driving cycle data was collected for user input for modeled electric vehicles. The other effective variable is the ambient temperature. It is very effective on the capacity of the battery thermal management system. The Tehran driving cycle and ambient temperature input to the electrical vehicle dynamic model and the temperature rising studied for no cooling, air cooling, and liquid cooling. At the last, the changing of cooling properties such as the working fluid temperature and mass flow rate obtain better cooling properties for the two mentioned cooling systems.

باتري , ليتيوم-يون , سيكل رانندگي , مديريت حرارتي باتري , هواخنك , آب خنك , تهران

battery , Li-ion , Driving cycle , battery thermal management , Air-cooling , Liquid-cooling , Tehran

Seyed Peyman Moeini

‪Mohammad Hassan Shojaeefard‬