Elektrikli araçlarda batarya paketi soğutma sistemleri performans analizi ve iyileştirme yönetemlerinin incelenmesi
Performance analysis and improvement methods for battery pack cooling systems in electric vehicles
- Tez No: 1012621
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHSİN KILIÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, elektrikli araç bataryalarında kullanılmak üzere tasarlanan soğutucu plakaların tasarımının termal ve hidrolik performansı aşamalı ve sistematik bir yaklaşımla incelenmiştir. İlk aşamada, literatürde yaygın olarak kullanılan ölçüler esas alınarak tasarlanan referans bir soğutucu plaka üzerinde yalnızca sıvı soğutma analizleri ile kanal yüksekliği ve toplam plaka kalınlığı gibi geometrik parametrelerin maksimum yüzey sıcaklığı, sıcaklık homojenliği ve basınç kaybı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Referans geometriye ait sıvı soğutma davranışı belirlendikten sonra, aynı yapı üzerine faz değiştiren malzemeler entegre edilerek hibrit soğutma sistemleri analiz edilmiştir. Bu aşamada, FDM kullanımının maksimum sıcaklık ve sıcaklık dağılımı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmanın bir sonraki aşamasında, daha gerçekçi bir soğutucu plaka tasarımı elde edebilmek amacıyla prizmatik bir LiFePO₄ pilin geometrik ölçüleri esas alınarak soğutucu plaka yeniden düzenlenmiştir. Bu geometri üzerinde geniş bir Reynolds sayısı aralığında yalnızca sıvı soğutma analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle, Reynolds ve Nusselt sayıları kullanılarak soğutucu plakanın ısı transferi davranışı boyutsuz parametreler üzerinden incelenmiş ve tasarımın farklı akış koşulları için genelleştirilebilir bir çerçevede değerlendirilmesi sağlanmıştır. Son aşamada ise, gerçek pil boyutlarına göre düzenlenen soğutucu plaka tasarımına faz değiştiren malzemeler entegre edilerek hibrit soğutma sistemi analiz edilmiştir. Bu analizler ile sıvı soğutmanın yetersiz kaldığı düşük Reynolds sayısı bölgelerinde FDM katkısıyla hibrit soğutma sisteminin termal performansı değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, soğutucu plaka tasarımında kanal geometrisi, akış koşulları ve FDM kullanımının batarya ısıl yönetimi üzerindeki etkilerini sistematik ve genelleştirilebilir bir bakış açısıyla ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the thermal and hydraulic performance of the design of cooling plates intended for use in electric vehicle batteries has been investigated through a staged and systematic approach. In the first stage, only liquid cooling analyses were performed on a reference cooling plate designed based on dimensions commonly used in the literature, and the effects of geometric parameters such as channel height and total plate thickness on the maximum surface temperature, temperature uniformity, and pressure drop were examined. After determining the liquid cooling behavior of the reference geometry, hybrid cooling systems were analyzed by integrating phase change materials into the same structure. At this stage, the effects of PCM usage on the maximum temperature and temperature distribution were evaluated. In the next stage of the study, in order to obtain a more realistic cooling plate design, the cooling plate was rearranged based on the geometric dimensions of a prismatic LiFePO₄ battery. On this geometry, only liquid cooling analyses were carried out over a wide range of Reynolds numbers. For this reason, the heat transfer behavior of the cooling plate was examined through dimensionless parameters using Reynolds and Nusselt numbers, and the design was evaluated within a generalizable framework for different flow conditions. In the final stage, phase change materials were integrated into the cooling plate design arranged according to the actual battery dimensions, and the hybrid cooling system was analyzed. Through these analyses, the thermal performance of the hybrid cooling system with PCM contribution was evaluated in low Reynolds number regions where liquid cooling is insufficient. The obtained results present the effects of channel geometry, flow conditions, and PCM usage on battery thermal management from a systematic and generalizable perspective
Benzer Tezler
- Hexagonal boron nitride reinforced thermal conductivity improved composite material design applications in electric vehicles
Hegzagonal bor nitrür takviyeli termal iletkenliği iyileştirilmiş kompozit malzeme tasarımı: Elektrikli araçlarda uygulamaları
EMRULLAH CEBE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ
- Bataryaların ısıl analizlerinin yapılması ve ısıl yönetim sistemleri için soğutma yöntemlerinin incelenmesi
Thermal analysis of batteries and investigation of cooling methods for thermal management systems
CEYDA BERBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALKAN ALKAYA
- Design and analysis of topologies and control algorithms used in ev fast charging systems
Elektrikli araç hızlı şarj sistemlerinde kullanılan topolojiler ve kontrol algoritmalırının analizi ve tasarımı
ÖZGÜR CAN MİLLETSEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YILMAZ
- Devrelerin büyük işaret cevaplarının bilgisayar yardımıyla bulunması
Başlık çevirisi yok
NÜKHET GÜNEYİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Osilaskoplar için dijital hafıza ünitesi sentezi
Başlık çevirisi yok
ZİHNİ LİMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU