Elektrikli Araç Batarya Paketlerinde Sıvı Soğutma: Akış Debisi ve Deşarj Oranının Deneysel Değerlendirilmesi
Öz
Elektrikli araçların (EV) verimliliği ve güvenliği için batarya termal yönetim sistemi (BTYS) kritik bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, sıvı soğutmalı aktif BTYS ile soğutulan Li-iyon batarya paketinin ısıl ve hidrolik performansı deneysel olarak incelenmiştir. Genişletilmiş ısı transfer yüzey alanına sahip bir soğutucu plaka kullanılan sistemde, beş farklı akış debisi (0.1–1.0 L/dk) ve üç farklı deşarj oranında (0.5C–2.0C) deneysel testler gerçekleştirilmiştir. Maksimum sıcaklık, maksimum sıcaklık farkı ve basınç düşümü temel performans kriterleri olarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar, 0.5 ve 1.0C deşarj oranlarında sıcaklıkların 26.38–32.56°C aralığında kalarak kabul edilebilir sınırlar içinde olduğunu, 2.0C deşarj oranında ise artan debinin maksimum sıcaklığı 10.8°C ve sıcaklık farkını 5.2°C düşürerek soğutma performansını belirgin biçimde iyileştirdiğini göstermiştir. Bununla birlikte, debi artışı basınç düşümünün de artmasına neden olmuştur. İncelenen performans kriterleri birlikte değerlendirildiğinde, ideal akış debisinin 0.5 L/dk olduğu belirlenmiştir. İdeal debi değerinin hem termal güvenlik hem de enerji verimliliği açısından dengeli bir BTYS tasarımı sunduğu sonucuna varılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Li-iyon batarya , Batarya termal yönetim sistemi , Elektrikli araç , Sıvı soğutma
References
- Moaveni A, Siavashi M, Mousavi S. Passive and hybrid battery thermal management system by cooling flow control, employing nano-PCM, fins, and metal foam. Energy 2024; 288.
- Zhang X, Li Z, Luo L, Fan Y, Du Z. A review on thermal management of lithium-ion batteries for electric vehicles. Energy 2022; 238.
- Pesaran A, Santhanagopalan S, Kim G-H. Addressing the Impact of Temperature Extremes on Large Format Li-Ion Batteries for Vehicle Applications (Presentation), NREL (National Renewable Energy Laboratory). 2013.
- Hao M, Li J, Park S, Moura S, Dames C. Efficient thermal management of Li-ion batteries with a passive interfacial thermal regulator based on a shape memory alloy. Nat. Energy 2018; 3:899–906.
- Kim J, Oh J, Lee H. Review on battery thermal management system for electric vehicles. Appl. Thermal Engineering 2019; 149:192–212.
- Liu Q, Liu F, Liu S, Wang Y, Panchal S, Fowler M, et al. Improved performance of Li-ion battery thermal management system by ternary hybrid nanofluid. Journal of Energy Storage 2025; 109.
- Du X, Wang Z, Gao Q, Yang H, Bao R, Xiong S. Study on novel battery thermal management using triply periodic minimal surface porous structures liquid cooling channel. Appl. Therm. Eng. 2024; 257.
- iaqiang E, Yue M, Chen J, Zhu H, Deng Y, Zhu Y, et al. Effects of the different air cooling strategies on cooling performance of a lithium-ion battery module with baffle. Appl. Therm. Eng. 2018; 144:231–41.
- Yan H, Ma X, Chen Y, Tao Q, Song M. Performance analysis of a wet pad assisted air-cooled battery thermal management system with varying number of battery cells. Applied Therm. Eng. 2025; 259.
- Safdari M, Ahmadi R, Sadeghzadeh S. Numerical investigation on PCM encapsulation shape used in he passive-active battery thermal management. Energy 2020;193.