Sıvı soğutmalı batarya termal yönetim sisteminin tasarımı ve deneysel incelenmesi
Experimental investigation of liquid-cooled battery thermal management system
- Tez No: 771487
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FİKRET POLAT, DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE AVCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Batarya termal yönetim sistemi, Elektrikli araçlar, Soğutma sistemleri, Battery thermal management system, Electric vehicles, Cooling systems
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrikli ve hibrit elektrikli araç sektöründe, araç performansına direkt etki eden batarya sistemleri üzerinde birçok araştırma ve geliştirme çalışması yapılmaktadır. Bu bağlamda batarya paketlerinde şarj/deşarj anında meydana gelen ve kontrol edilemediğinde pil hücrelerine ciddi derecede zarar veren sıcaklık sorunu üzerine odaklanılmıştır. Bahsedilen bu sorunun aşılması adına batarya termal yönetim sistemleri hayati bir öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, 18 adet silindirik lityum iyon pillerden oluşan batarya paketi, 1,5 mm et kalınlığındaki bakır plakalardan imal edilen S tipi bir sıvı soğutma kanalı içerisine yerleştirilerek sıvı soğutmalı batarya termal yönetim sisteminin soğutma performansı üzerinde deneysel bir araştırma yapılmıştır. Batarya paketinin şarj ve deşarj deneylerinde, 15 °C, 25 °C ve 35 °C başlangıç sıvı giriş sıcaklıklarının, 475 ml/dk, 625 ml/dk ve 790 ml/dk sıvı akış hızlarındaki soğutma performansları incelenmiştir. Adyabatik bir deney ortamı sağlanamamış olmasından dolayı sıvı giriş sıcaklığının etkisi hakkında net bir sonuç elde edilememesine karşın, 15 °C – 25 °C arasındaki giriş sıcaklıklarının paket homojenliğine ve maksimum sıcaklığın düşürülmesine katkıda bulunabileceği çıkarımı yapılmıştır. Soğutma performansı açısından 15 °C başlangıç sıvı giriş sıcaklığı ve 790 ml/dk sıvı akış hızı kombinasyonunun en etkili sonuçlara sahip olduğu görülmüştür. Bu koşullarda batarya paketi ortalama sıcaklığı, maksimum sıcaklık ve maksimum sıcaklık farkı değerleri yaklaşık olarak sırasıyla % 39,35, % 39,75 ve % 62,10 oranında azaltılmıştır. Güç tüketimi ve soğutma performansı bir arada değerlendirildiğinde ise en verimli kombinasyonun 15 °C başlangıç sıvı giriş sıcaklığı ve 625 ml/dk sıvı akış hızı olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Many research and development studies are carried out on battery systems that directly affect vehicle performance in the electric and hybrid electric vehicle sectors. In this regard, it has focused on the temperature problem, which occurs at the time of charge/ discharge and seriously damages battery cells when it cannot be controlled in the battery pack. In order to overcome this mentioned problem, battery thermal management systems have vital importance. In this study, experimental research was carried out on the cooling performance of the liquid-cooled battery thermal management system by placing the battery pack consisting of 18 cylindrical lithium-ion batteries in an S-type liquid cooling channel made of copper plates with a wall thickness of 1.5 mm. In the charge and discharge experiments of the battery pack, the cooling performances of 15 °C, 25 °C and 35 °C liquid inlet initial temperatures at 475 ml/min, 625 ml/min and 790 ml/min liquid flow rates were investigated. Although a clear conclusion about the effect of liquid inlet temperature cannot be obtained due to the fact that an adiabatic experimental environment was not provided, it has been deduced that inlet temperatures between 15 °C and 25 °C can contribute to battery pack homogeneity and decrease the maximum temperature. In terms of cooling performance, the combination of 15 °C starting liquid inlet temperature and 790 ml/min liquid flow rate has founded to be the most effective result. In these conditions, the average temperature of the battery pack, the maximum temperature, and the maximum temperature difference values are reduced by approximately 39.35%, 39.75%, and 62.10% respectively. Power consumption and cooling performance when evaluated together, it is seen that the most efficient combination is 15 °C initial liquid inlet temperature and 625 ml/min liquid flow rate.
Benzer Tezler
- Numerical and experimental investigation of liquid cooling of lithium ion batteries in an energy storage system
Bir enerji depolama sisteminde lityum iyon pillerin sıvı soğutulmasının sayısal ve deneysel incelenmesi
OYA KORKMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ YILMAZ
- Pil benzeri ısıl koşullara sahip silindirlerin hem tekil hem de özgün tasarlanmış pil paketi içerisinde pasif soğutulmasının deneysel incelemesi
Experimental investigation of passively cooled cylinder with battery-like thermal conditions for both single and uniquely designed battery pack
SATILMIŞ TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKER TÜRKAKAR
- Li-iyon batarya paketlerinin ısıl yönetimi için yenilikçi bir soğutucu plaka tasarımı
A novel cold plate design for thermal management of li-ion battery packs
SONER BİRİNCİ
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN AYDIN
- Fuzzy logic based charge control strategy for lithium-ion batteries: Comparative evaluation with conventional techniques
Lityum-iyon bataryalar için bulanık mantık tabanlı şarj kontrol stratejisi: Geleneksel tekniklerle karşılaştırmalı değerlendirme
FURKAN AKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN
- Doğrudan temaslı sıvı soğutmalı bir batarya termal yönetim sisteminin tasarımı ve analizleri
Design and analysis of direct contact liquid cooled battery thermal management system
BUĞRAHAN SANCILI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Otomotiv MühendisliğiGazi ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ÇINAR