شماره ركورد
34246
پديد آورنده
كريم والي
عنوان
بررسي عملكرد سيستم خنككاري باتريهاي ليتيوم-يون بر پايه ترموالكتريك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/07/21
استاد راهنما
دكتر آيت قره قاني
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
سيستمهاي مديريت حرارتي باتري در خودروهاي الكتريكي نقش اساسي در بهينهسازي عملكرد و ايمني اين خودروها دارند. باتريهاي ليتيوم-يون، به دليل ويژگيهايي مانند چگالي انرژي بالا و عمر طولاني، بهعنوان منبع انرژي اصلي در خودروهاي برقي انتخاب شدهاند. با اين حال، اين باتريها نيازمند شرايط دمايي خاصي براي عملكرد بهينه هستند كه بايد در محدوده 15 تا 35 درجه سانتيگراد باقي بمانند. سيستمهاي مديريت حرارتي هيبريدي نهتنها در شرايط عادي عملكرد بهتري از خود نشان مي دهند، بلكه در شرايط بحراني نيز از وقوع پديدههاي خطرناك مانند فرار حرارتي جلوگيري خواهند كرد. در اين تحقيق، يك سيستم مديريت حرارتي هيبريدي براي بهبود عملكرد حرارتي باتريهاي ليتيوم-يون طراحي و ارزيابي شده است. در سيستم پيشنهادي از تركيب فناوريهاي ترموالكتريك و مواد تغيير فازدهنده براي كاهش دماي باتريها در شرايط كاري مختلف استفاده شده است. شبيهسازي هاي عددي با در نظر گرفتن شرايط مختلف كاري و محيطي انجام گرفته است. نتايج شبيه سازي ها نشان مي دهد كه سيستم هيبريدي ميتواند دماي سلول باتري را در محدوده مطلوب حفظ كرده و از افزايش دما به بيش از K306 جلوگيري كند كه براي عملكرد ايمن و طولانيمدت باتريها حياتي است. علاوه بر اين، سيستم غيرفعال در شرايط نقص ترموالكتريك قادر است دماي سلول را در حدود K315 حفظ كند كه همچنان پايينتر از آستانه بحراني K323 قرار دارد. اين تحقيق همچنين بر اهميت سيستمهاي خنككاري تركيبي در بهينهسازي مصرف انرژي و حفظ ايمني در دماهاي مختلف تأكيد دارد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/03
عنوان به انگليسي
Investigating the performance of thermoelectric-based lithium-ion battery cooling systems
تاريخ بهره برداري
10/13/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
كريم والي
چكيده به لاتين
Battery thermal management systems in electric vehicles play a crucial role in optimizing the performance and safety of these vehicles. Lithium-ion batteries, due to their high energy density and long lifespan, have been selected as the primary energy source in electric vehicles. However, these batteries require specific temperature conditions for optimal performance, which must remain within the range of 15 to 35°C. In this study, hybrid thermal management systems have been designed and evaluated to improve the thermal performance of lithium-ion batteries. These systems use a combination of thermoelectric technologies and phase change materials, along with aluminum foam, to reduce the battery temperature under both normal and critical operating conditions. Numerical modeling was conducted to simulate various operating conditions, including a current intensity of 1A and an ambient temperature of 297 K. The results demonstrated that the hybrid system is capable of maintaining the battery cell temperature within the optimal range, preventing temperature from exceeding 306 K, which is essential for the safe and long-term operation of the batteries. Furthermore, the passive system, under thermoelectric failure conditions, was able to maintain the cell temperature around 315 K, still below the critical threshold of 323 K. In this study, the performance of thermal management systems was simulated under real driving conditions, and the results showed that the hybrid system successfully kept the cell temperatures within the optimal range throughout various driving cycles. Specifically, the cell temperature in real driving conditions was maintained at 302 K in the hybrid system. Moreover, hybrid systems not only showed better performance under normal conditions but also prevented dangerous phenomena like thermal runaway in critical conditions. This study emphasizes the importance of combined cooling systems in optimizing energy consumption and maintaining safety at various temperatures.
كليدواژه هاي فارسي
سيستم مديريت حرارتي , باتري ليتيوم-يون , ترموالكتريك , خنككاري تركيبي , ماده تغيير فازدهنده
كليدواژه هاي لاتين
Thermal Management Systems , Lithium-ion Batteries , Thermoelectric , Hybrid Cooling , Phase Change Materials
Author
Kareem Wali
SuperVisor
Dr. Ayat Gharehghani