مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :
چکیده
هند کشوری با بیش از 295 میلیون وسیله نقلیه، شاهد رشد تصاعدی در تعداد وسایل نقلیه برقی بود که عمدتا اتومبیل و دوچرخه در جاده‌های هند کار می‌نمایند. طبق گزارش شرکت RBSA ADVISORS، پیش‌بینی می‌شود بازار وسیله نقلیه الکتریکی (EV) هند با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 90درصد در این دهه رشد نماید. برای توسعه و موفقیت EV، باتری کلید اصلی است اما مشکل اساسی باتری مدیریت حرارتی است. با افزایش دمای باتری، عملکرد و عمر آن کاهش می‌یابد که این مورد دلیل اصلی نیاز وسیله نقلیه الکتریکی به سیستم مدیریت حرارتی باتری (BTMS) است. روش‌های مختلفی را می‌توان برای استفاده از BTMSها مانند هوا، مایع، ماژول ترموالکتریک و مواد تغییر فاز دهنده (PCM) استفاده نمود. استفاده از PCM در هند راه حل مقرون به صرفه برای مشکل باتری دارد. در این مقاله، با کمک نانوذرات گرافن، هدایت حرارتی پارافین افزایش یافته و برای مدیریت حرارتی 12 سلول استوانه‌ای Li-Ion18650 استفاده می‌شود. مدل سه بعدی با کمک نرم افزار SolidWorks ایجاد شده و سپس مدل آن برای شبیه‌سازی حرارتی به ANSYS وارد می‌شود. شبیه‌سازی حرارتی با نرخ‌های مختلف مانند C1، C2 و C3 و برای ضخامت‌های مختلف مانند 1، 3، ، 7 و 9 میلیمتر از مواد PCM در اطراف حاشیه سلول‌ها انجام می‌شود. این مدل با نتایج آزمایشی تأیید می‌شود. با افزایش ضخامت ماتریس مواد PCM در اطراف حاشیه سلول Li-ion65018، دما در داخل باتری کاهش می‌یابد اما در عین حال وزن بسته باتری افزایش می‌یابد. بنابراین برای به دست آوردن شرایط بهینه برای باتری، باید بین حداکثر دمای باتری و وزن بسته باتری تعادل برقرار شود.
نتیجه‌گیری
مطالعه حاضر تغییر دما از بسته باتری همراه با ماتریس ماده تغییر فاز دهنده و یا بدون ماتریس تغییر فاز دهنده با ضخامت متفاوت مانند 1، 3، ، 7 و 9 میلیمتر از ماتریس مواد PCM با افزودن گرافن نانوذرات در اطراف حاشیه سلول 65018 Li-ion را نشان می‌دهد. با افزایش ضخامت مواد تغییر فاز دهنده بسته باتری دمای باتری کاهش یافت اما در همان زمان وزن بسته باتری به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. باید تعادل بین کاهش دما و وزن بسته باتری بسته به کاربرد موردنظر برقرار شود. ضخامت متفاوت مواد PCM با توجه به کاربرد، ظرفیت بسته باتری و میزان تخلیه بیشترین مزیت را به همراه خواهد داشت. هدایت حرارتی را می‌توان با افزودن فوم فلزی در ماتریس مواد تغییر فاز دهنده بهبود بخشید. در صورت افزایش درجه حرارت بالا در مواد تغییر فاز دهنده یک سیستم خنک کننده ترکیبی که ممکن است از سیستم خنک کننده هوا یا سیستم خنک کننده ماژول ترموالکتریک تشکیل شود یا از هر دو سیستم استفاده شود. همچنین، این روش می‌تواند مشکل دو چرخه الکتریکی را با یک راه حل مقرون به صرفه با توجه به بازار هند حل نماید.
دانلود فایل : سیستم مدیریت حرارتی باتری مبتنی بر PCM با افزودن نانوذرات
Reference:
Kadam, Govind, and Punit Kongi. "Battery thermal management system based on PCM with addition of nanoparticles." Materials Today: Proceedings 72 (2023): 1543-1549.
https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.09.384
ترجمه و ویرایش: دانیال ابراهیم‌زاده
