توسعه سیستم مدیریت حرارتی باتری هیبریدی

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

توسعه سیستم مدیریت حرارتی باتری هیبریدی همراه با مواد تغییر فاز دهنده تحت شرایط شارژ سریع

چکیده

سیستم مدیریتی حرارتی باتری فشرده (BTMS)  همراه با مواد تغییر فاز دهنده (PCM) برای بهبود عملکرد آن در شرایط شارژ سریع پیشنهاد شده است. مدل حرارتی باتری و مدل شبیه‌سازی PCM دو فازی از طریق داده‌های تجربی ایجاد و تأیید شد و یک مطالعه پارامتری با تغییر پارامترهای PCM و شرایط عملکرد سیستم خنک‌کننده مایع انجام شد. در نتیجه، در سیستم پیشنهادی، بالاترین حداکثر دمای ماژول باتری 38/4 درجه سانتی­‌گراد و حداکثر اختلاف دما 3/9 درجه سانتی‌­گراد در طول چرخه شارژ-دشارژ بود و هر دوی این مقادیر به طور همزمان در محدوده مناسب حفظ شدند. مقادیر فوق الذکر 13/2 و 10/8 درجه سانتی­‌گراد کمتر از مقادیر مربوطه برای روش معمولی خنک کننده مایع بود. علاوه بر این، از طریق شرایط عملیاتی بهینه اتلاف گرمای کافی حاصل شد و در عین حال زمان عملکرد سیستم خنک کننده مایع را به میزان 12/4 درصد نسبت به زمان کل کوتاه نمود. در نهایت، گرمای جذب شده توسط PCM به اندازه کافی در طول چرخه پراکنده شد. بنابراین BTMS پیشنهادی نه تنها از نظر عملکرد سرمایش موثر می‌باشد بلکه به اندازه کافی در چرخه پیوسته قابل استفاده است.

نتیجه­‌گیری

یک BTMS فشرده با استفاده از فضا بالا در چرخه پیوسته شارژ 3C  و دشارژ 0.5C پیشنهاد شد. مدل حرارتی باتری و مدل PCM از طریق آزمایش توسعه داده شد و مطالعه پارامتری انجام شد. نتیجه‌­گیری به شرح زیر خلاصه می­‌شود:

در طرح پیشنهادی بالاترین حداکثر دما و حداکثر اختلاف دما در طول چرخه به ترتیب 38/4 و 3/9 درجه سانتی­‌گراد می­‌باشد که در محدوده بهینه قرار دارند.

برای PCM با دمای ذوب 44 درجه سانتی­‌گراد و حداکثر دما 45/6 درجه سانتی‌­گراد از دمای مناسب بیشتر است. هنگامی که دمای ذوب 27/7 درجه سانتی­‌گراد باشد به سرعت در 105 ثانیه وارد بخش تغییر فاز می­‌شود. بنابراین دمای ذوب 36/1 درجه سانتی­‌گراد مناسب است.

ضخامت 2 میلی­‌متر به عنوان مقدار مناسب انتخاب شده است زیرا PCM در قسمت بالایی بلافاصله پس از شارژ 3C به حالت کاملا مایع تبدیل نمی‌­شود.

از طریق دمای ورودی 31 درجه سانتی­‌گراد و سرعت ورودی 0/2 متر بر ثانیه، زمان کار به میزان 12/4 درصد از زمان کل کاهش می‌­یابد و کسر مایع PCM در پایان چرخه به صفر برمی­‌گردد به طوری که BTMS پیشنهادی در چرخه پیوسته قابل استفاده است.

مطالعات آینده بر روی روش­‌هایی مانند ترکیب و ساختارهای رسانا برای بهبود عملکرد انتقال حرارت PCM تمرکز خواهد نمود.

دانلود فایل : توسعه سیستم مدیریت حرارتی باتری هیبریدی همراه با مواد تغییر فاز دهنده  تحت شرایط شارژ سریع

Reference:

Lee, Seunghoon, Ukmin Han, and Hoseong Lee. "Development of a hybrid battery thermal management system coupled with phase change material under fast charging conditions." Energy Conversion and Management 268 (2022): 116015.‏

‏ https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116015

ترجمه و ویرایش: دانیال ابراهیم‌­زاده