18409

18409

ارزيابي تجربي عملكرد يك سيستم مديريت حرارتي مبتني بر مواد تغيير فاز دهنده براي يك سلول باتري ليتيومي مورداستفاده در خودروهاي الكتريكي

كارشناسي ارشد

سيستم محركه خودرو

آبان ماه 1396

دكتر غلامرضا مولايي منش

دكتر سيد مرتضي موسوي خوشدل

خودرو

در پايان‌نامه پيش رو در ابتدا به مشكلات زيست‌محيطي خودروهاي معمول كه از موتور احتراق داخلي بهره مي‌برند اشاره گرديده و لزوم استفاده از خودروهاي الكتريكي مشخص‌شده است. در ادامه يكي از مسائل مهم در خودروهاي الكتريكي و هيبريد الكتريكي كه مديريت حرارتي مجموعه باتري مي‌باشد بيان مي‌گردد و انواع سيستم‌هاي مديريت حرارتي از جمله سيستم خنك كاري غيرفعال و به كمك مواد تغيير فاز دهنده، معرفي گرديده و تحقيقات و مطالعات صورت پذيرفته در اين حوزه چه به‌صورت تجربي و چه به‌صورت عددي از سال 2000 تا سال 2017 ذكر مي‌گردند. در ادامه روش آزمايش‌هاي مختلف صورت گرفته، انواع مواد مورداستفاده و ويژگي‌هايشان، دستگاه‌هاي مورداستفاده در طول آزمايش و ميزان دقتشان، كاليبره كردن دماسنج‌ها و روش داده‌برداري توضيح داده خواهند شد. در اين بخش بحث نوآوري اين پايان‌نامه نيز مطرح مي‌گردد و به معرفي ويژگي‌هاي حرارتي و شيميايي روغن پالم كه متشكل از اسيدهاي چرب كه يكي از انواع مواد تغيير فاز دهنده مي‌باشند اشاره مي‌شود. همچنين دستگاه حمام مافوق صوت كه يك پايداركننده به حساب مي‌آيد نيز در اين بخش معرفي مي‌گردد. بخش بعدي نيز مربوط به ارائه و تحليل نتايج به‌دست‌آمده از آزمايش‌هاي گوناگون جهت بررسي تأثير اين ماده تغيير فاز دهنده در روند خنك كاري يك سلول باتري مي‌باشد، تمامي آزمايش‌ها براي دو نرخ دشارژ ثابت بدين‌صورت انجام‌شده‌اند كه در ابتدا باتري هيچ‌گونه خنك كاري نمي‌شود و به عنوان مثال در نرخ دشارژ C2 دماي سطح سلول تا ℃ 1/48 افزايش مي‌يابد و نهايتاً با افزودن ماده مركب (روغن پالم-گرافيت) در اطراف سطح سلول دماي بيشينه با كاهش قابل‌توجه اي به ℃ 2/36 مي‌رسد اما به علت ته‌نشين شدن گرافيت در روغن اين كاهش دما پايدار نمي‌باشد و بعد از پانزده روز اثر گرافيت در ماده مركب از بين مي‌رود، كه براي حل اين مشكل ماده مركب قبل از اضافه‌شده به محفظه باتري درون حمام مافوق صوت قرار مي‌گيرد تا اثربخشي گرافيت در روغن پايدار بماند. آخرين بخش از اين پايان‌نامه نيز به جمع‌بندي نتايج به‌دست‌آمده از اين تحقيق و همينطور ارائه پيشنهاداني براي انجام مطالعات در آينده اختصاص يافته است.

1396/11/11

1/20/2019 12:00:00 AM

In the current thesis, firstly environmental problems of conventional vehicles using internal combustion engines are mentioned to identify the necessity of using electric vehicles and hybrid electric vehicles. In the following, one of the most issues in this kind of vehicles will be introduced which is thermal management of battery packs. In the second chapter after introducing passive cooling system by using phase change material (PCM), previous experimental and numerical researches and studies from 2000 to 2017 are reviewed. In the third chapter, materials features, devices accuracy and calibration of thermometers and all tests which are carried out are described. Innovative part of this thesis which is introducing a new phase change material for thermal managing of battery packs is explained in this chapter as well. The forth chapter is about presentation and analysis of the results of various tests to examine the effect of this phase-change substance on the cooling process of a battery cell, in following to increase the efficiency of this material, additives are added and the results are expressed. The last section of this thesis provides an overview of all the results of this research, as well as two suggestions for future studies.