Araştırma Makalesi

Lityum İyon Pillerin Termal Performansını Yönetmede Gelişmiş Soğutma Çözümlerinin Etkinliği: Sayısal Bir Çalışma

Cilt: 16 Sayı: 2 30 Haziran 2025
PDF İndir
TR EN

Lityum İyon Pillerin Termal Performansını Yönetmede Gelişmiş Soğutma Çözümlerinin Etkinliği: Sayısal Bir Çalışma

Öz

Bu çalışma, kapsamlı bir Pil Termal Yönetim Sistemi (BTMS) çerçevesi kullanarak lityum iyon pillerin (LiB'ler) gelişmiş termal yönetimini araştırmaktadır. Sayısal simülasyonlar ve deneysel doğrulamalar kullanan araştırma, farklı soğutucu akış hızları (0,1 m/s, 0,5 m/s ve 1 m/s) ve soğutucu tipleri (su ve etilen glikol) altında üç farklı soğutma konfigürasyonunu (Durum 1, Durum 2 ve Durum 3) değerlendirmektedir. Nanofluidleri içeren çalışma, geleneksel yöntemlere kıyasla ısı transfer verimliliğinde önemli iyileştirmeler göstermektedir. Bulgular, daha yüksek akış hızlarının ısı dağılımını ve sıcaklık düzgünlüğünü artırdığını, suyun üstün termal iletkenliği nedeniyle etilen glikolü geride bıraktığını ortaya koymaktadır. 298 K ila 318 K arasındaki bir sıcaklık gradyanı, optimize edilmiş akış dağılımının ve kanal geometrisinin önemini vurgulamaktadır. Bu çalışma yalnızca LiB termal yönetimindeki kritik zorlukları ele almakla kalmamaktadır. Bu araştırma, elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji depolama gibi uygulamalar için daha güvenli ve daha verimli soğutma sistemlerinin tasarımına ilişkin önemli bilgiler sunmaktadır. Bu araştırma, teorik içgörüler sağlamanın yanı sıra, bu tür sistemlerin tasarımı için uygulanabilir öneriler de sunmaktadır. Bu araştırmanın gelecekteki yönleri arasında, termal performansı daha da artırmak için mikro kanal soğutma ve faz değişim malzemelerinin entegrasyonu yer almaktadır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] J. M. Tarascon and M. Armand, “Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries,” Nature, vol. 414, no. 6861, pp. 359–367, 2001,
  2. [2] S. Megahed and B. Scrosati, “Lithium-ion rechargeable batteries,” Journal of Power Sources, vol. 51, no. 1–2, pp. 79–104, 1994,
  3. [3] A. Pesaran, “Battery thermal management in EVs and HEVs: Issues and solutions,” in Advanced Automotive Battery Conference, Las Vegas, Nevada, USA, pp. 34–49, 2001.
  4. [4] X. Feng, M. Ouyang, X. Liu, L. Lu, Y. Xia, and X. He, “Thermal runaway mechanism of lithium-ion battery for electric vehicles: A review,” Energy Storage Materials, vol. 10, pp. 246–267, 2018,
  5. [5] G. Li, “Promotion of practical technology of the thermal management system for cylindrical power battery,” Energy Informatics, vol. 7, no. 1, p. 33, 2024,
  6. [6] J. Ren, X. Wang, Y. Zhao, and L. Chen, “Battery thermal management system by employing different phase change materials with SWCNT nanoparticles to obtain better battery cooling performance,” Case Studies in Thermal Engineering, vol. 61, p. 104987, 2024.
  7. [7] S. Argade and A. De, “Optimization study of a Z-type airflow cooling system of a lithium-ion battery pack,” Physics of Fluids, vol. 36, no. 6, 2024,
  8. [8] M. Hajialibabaei, M. M. Saghir, and M. Z. Saghir, “A critical review of the straight and wavy microchannel heat sink and the application in lithium-ion battery thermal management,” International Journal of Thermofluids, vol. 14, p. 100153, 2022.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Elektrik Enerjisi Depolama , Makine Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

30 Haziran 2025

Yayımlanma Tarihi

30 Haziran 2025

Gönderilme Tarihi

1 Şubat 2025

Kabul Tarihi

6 Mart 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 1970 Cilt: 16 Sayı: 2

Kaynak Göster

IEEE
[1]S. Aydın ve M. Uzun, “The Effectiveness of Advanced Cooling Solutions in Managing the Thermal Performance of Lithium-Ion Batteries: A Numerical Study”, DÜMF MD, c. 16, sy 2, ss. 397–410, Haz. 2025, doi: 10.24012/dumf.1631467.

Cited By

DUJE tarafından yayınlanan tüm makaleler, Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. Bu, orijinal eser ve kaynağın uygun şekilde belirtilmesi koşuluyla, herkesin eseri kopyalamasına, yeniden dağıtmasına, yeniden düzenlemesine, iletmesine ve uyarlamasına izin verir. 24456