30154

طراحي يك سيستم مديريت حرارتي‌‌تركيبي براي پك باتري يك خودروي برقي با هزينه كمينه و كارايي بيشينه

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك- مهندسي خودرو - قواي محركه خودرو

1400

1402/7/3

غلامرضا ملائي منش

مهندسي خودرو

امروزه به دليل افزايش اثرات زيست محيطي ناشي از مصرف سوختهاي فسيلي از يكسو و محدود بودن منابع اين سوخت‌ها از سوي ديگر، استفاده از خودروهاي الكتريكي و خودروهاي الكتريكي هيبريدي به سرعت در حال رشد و توسعه است. اين موضوع به حدي اهميت دارد كه برخي دولت‌ها قوانين سختگيرانه‌اي در مورد استفاده از خودرو‌هاي احتراقي وضع كرده اند. باتري قلب يك خودرو الكتريكي است كه مديريت حرارتي مناسب آن، از اهميت به سزايي برخوردار است. امروزه توسعه سيستم‌هاي مديريت حرارتي‌‌تركيبي (تركيبي از روش‌هاي فعال و غيرفعال و يا تركيب دو روش غير فعال) با توجه به مصرف پايين انرژي و توزيع دماي يكنواخت حاصل از تركيب اين روش‌ها (استفاده از مواد تغيير فاز دهنده) مورد توجه مي‌باشند. با اين وجود، هزينه توليد آنها مي‌تواند بالاتر از سيستم‌هاي فعال باشد. در اين پژوهش يك سيستم مديريت حرارتي هيبريد شامل صفحات سرد خنك‌كننده و مواد تغيير فاز دهنده براي ماژولي متشكل از سلول هاي منشوري ارائه گرديده است و اثر تعداد پاس هاي آب در صفحه سرد، ضخامت صفحه سرد و ضخامت مواد تغيير فاز دهنده بررسي گرديده است. همچنين هزينه توليد هر يك از نمونه‌هاي مختلف سيستم مديريت حرارتي بررسي شده است تا نمونه‌هايي كه ضمن حفظ كارايي سيستم از هزينه پايين‌‌تري برخوردار هستند مشخص شوند. همچنين در اين پژوهش مشخص شد كه افزايش ضخامت صفحه خنك‌كننده از mm 10 به mm 20 و استفاده از هشت مسير عبوري جريان به جاي دو مسير عبوري، دماي ميانگين و بيشترين اختلاف دماي سلول‌ها را به‌‌ترتيب K3 و K 3.5 كاهش مي‌دهد.

1402/09/15

Designing a hybrid thermal management system for the battery pack of an electric vehicle with minimum cost and maximum performance

9/24/2024 12:00:00 AM

Nowadays, due to the increase in the environmental effects caused by the consumption of fossil fuels on the one hand and the limited resources of these fuels on the other hand, the use of electric cars and hybrid electric cars is rapidly growing and developing. This issue is so important that some governments have established strict laws regarding the use of combustion vehicles. The battery is the heart of an electric car and its proper thermal management is very important. Nowadays, the development of hybrid thermal management systems (combination of active and passive methods) is considered due to low energy consumption and uniform temperature distribution resulting from these methods. However, their production cost can be higher than active systems. In this research, a hybrid thermal management system including cold plates and phase change materials has been presented for a module consisting of prismatic cells, and the effect of the number of water passes in the cold plate, the thickness of the cold plate, and the thickness of the phase change material has been investigated. Also, we checked the production cost of each of the different samples of the thermal management system in order to find the samples that have a lower cost while maintaining the performance of the system. Also, in this research, we found that increasing the thickness of the cooling plate from 10 mm to 20 mm and using eight flow paths instead of two paths reduces the average temperature and the max temperature difference of the cells to 3 K and 3.5 K, respectively.

سيستم مديريت حرارتي باتري , خنك‌كاري فعال , خنك‌كاري غيرفعال , خنك‌كاري‌‌تركيبي , مواد تغيير فاز دهنده , صفحه خنك‌كننده

Battery thermal management system , Active cooling , passive cooling , hybrid cooling , Phase change materials , cold plate

Shayan Saedi

dr. Ghlamreza Mollaeimanesh