Research Article

Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması

Volume: 35 Number: 1 March 30, 2023
TR EN

Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, hava giriş konumu ve hızının, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) simülasyonları kullanılarak elektrikli araçlarda (EA'lar) nikel-metal hidrür (Ni-MH) batarya paketinin soğutma performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. EA'lara olan talebin artması, araçların güvenliğini sağlamak için gelişmiş batarya soğutma performansına ihtiyaç duyulmasına neden olmuştur. Ni-MH batarya takımının soğutma performansı, batarya takımının 0 ila 60 mm arasında değişen giriş konumları ve sabit çıkış konumu ile hem U hem de Z kanalı geometrilerinde analiz edilmiştir. Hava giriş hızları 2 ila 6 m/s arasında değişmektedir. Sonuçlar, hava giriş konumu arttıkça sıcaklık değerlerinin düştüğünü, ancak 30 mm'lik giriş konumundan sonra düşüşün önemsiz hale geldiğini göstermektedir. Bu, hava akışını batarya takımını tamamen dolaştırmaya ve ısı transfer hızını artırmaya yönlendirmenin, hızı artırmaktan daha etkili olduğunu göstermektedir. En iyi soğutma performansının sırasıyla 316,86-327,75 K ve 316,27-317,46 K sıcaklık değerleri ile hem U hem de Z tipi kanallar için, 30 ve 60 mm giriş konumunda ve 6 m/s hızında olduğu bulunmuştur. Ek olarak, Z-tipi kanalın U-tipi kanaldan yaklaşık %6 daha fazla ısıyı dağıttığı görülmüştür. Çalışmanın sonuçları, EA’larda batarya ısıl yönetim sistemlerinin (BIYS) enerji verimliliğini artırmak için kullanılabilir. Havayı daha düşük hızlarda yönlendirerek, soğutma sisteminin enerji tüketimi azaltılabilir ve gerekli soğutma performansı korunabilir. Bu, sonuçta EA'ların menzilinin artmasına ve performansının gelişmesine yol açacaktır. Ek olarak, çalışma aynı zamanda EA’larda soğutma performansını optimize etmek ve araçların genel enerji verimliliğini artırmak için kullanılabilecek batarya paketi düzeninin tasarımı hakkında da fikir vermektedir.

Keywords

References

  1. [1] Xie, J., Ge, Z., Zang, M., & Wang, S., Structural optimization of lithium-ion battery pack with forced air-cooling system. Applied Thermal Engineering, 126, 583–593. (2017).
  2. [2] Gupta, A. & Kumar, H., Multi-dimensional perspectives on electric vehicles design: A mind map approach. Cleaner Engineering & Technology, 8 100483. (2022).
  3. [3] Chen, K., Chen, Y., Li, Z., Yuan, F., & Wang, S., Design of the cell spacings of battery pack in parallel air-cooled battery thermal management system. International Journal of Heat and Mass Transfer, 127, 393–401. (2018).
  4. [4] Cengiz, M., Oh, H., & Lee, S.-H., Lithium Dendrite Growth Suppression and Ionic Conductivity of Li2S-P2S5 -P2O5 Glass Solid Electrolytes Prepared by Mechanical Milling. Journal of The Electrochemical Society, 166 (16), A3997–A4004. (2019).
  5. [5] Lu, L., Han, X., Li, J., Hua, J., & Ouyang, M., A review on the key issues for lithium-ion battery management in electric vehicles. Journal of Power Sources, 226, 272–288. (2013).
  6. [6] Kim, Y.T. & Han, S.Y., Cooling channel designs of a prismatic battery pack for electric vehicle using the deep Q-network algorithm. Applied Thermal Engineering, 219, 119610. (2023).
  7. [7] Wang, Q., Ping, P., Zhao, X., Chu, G., Sun, J., & Chen, C., Thermal runaway caused fire and explosion of lithium-ion battery. Journal of Power Sources, 208, 210–224. (2012).
  8. [8] Rao, Z. & Wang, S., A review of power battery thermal energy management. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (9), 4554–4571. (2011)

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

March 30, 2023

Submission Date

January 20, 2023

Acceptance Date

February 28, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 35 Number: 1

APA
Uzal, H., Şener, R., & Oktay, H. (2023). Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, 35(1), 116-124. https://doi.org/10.7240/jeps.1239910
AMA
1.Uzal H, Şener R, Oktay H. Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması. JEPS. 2023;35(1):116-124. doi:10.7240/jeps.1239910
Chicago
Uzal, Hasan, Ramazan Şener, and Hasan Oktay. 2023. “Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu Ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması”. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences 35 (1): 116-24. https://doi.org/10.7240/jeps.1239910.
EndNote
Uzal H, Şener R, Oktay H (March 1, 2023) Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences 35 1 116–124.
IEEE
[1]H. Uzal, R. Şener, and H. Oktay, “Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması”, JEPS, vol. 35, no. 1, pp. 116–124, Mar. 2023, doi: 10.7240/jeps.1239910.
ISNAD
Uzal, Hasan - Şener, Ramazan - Oktay, Hasan. “Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu Ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması”. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences 35/1 (March 1, 2023): 116-124. https://doi.org/10.7240/jeps.1239910.
JAMA
1.Uzal H, Şener R, Oktay H. Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması. JEPS. 2023;35:116–124.
MLA
Uzal, Hasan, et al. “Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu Ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması”. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, vol. 35, no. 1, Mar. 2023, pp. 116-24, doi:10.7240/jeps.1239910.
Vancouver
1.Hasan Uzal, Ramazan Şener, Hasan Oktay. Elektrikli Araçlarda Hava Giriş Konumu ve Hızının Batarya Soğutma Performansına Etkisinin Araştırılması. JEPS. 2023 Mar. 1;35(1):116-24. doi:10.7240/jeps.1239910

Cited By