ارائه و تحليل عددي عملكرد مديريت سيستم حرارتي خنك كننده در باتري ليتيوم يوني

Numerical evaluation of cooling heating system management performance in Lithium Ion batteries

عامل اساسي خرابي و كاهش چشمگيرعملكرد باتري بالا رفتن دماي آن است، در نتيجه سيستم هاي كنترل حرارتي باتري (BTMS) براي نظارت و بهينه سازي وضعيت حرارتي باتري ها ساخته شده‌اند. در اين مقاله، دو چينش سري و موازي براي قرارگيري بسته باتري ها در خودرو هاي الكتريكي، با تعداد يكسان 17280 عدد از سلول باتري هاي 18650 پيشنهاد شده و براي انتخاب بهترين حالت قرارگيري بسته باتري ها، با يكديگر مقايسه مي‌شوند. با كمك برنامه كامسول به مقايسه تغيير دماي سطح بسته باتري ها در رژيم جريان آرام سيال و تغييرات شار حرارتي در 700 ثانيه نخست تخليه سلول باتري‌ها از حالت شارژ كامل و انتخاب بهترين طراحي قرارگيري بسته باتري ها پرداخته مي‌شود. حداكثر دماي سطح بسته باتري ها از دماي اوليه 27 درجه در چينش سري و موازي به ترتيب اندازه‌گيري مي‌شود. حداكثر اختلاف دما در چينش سري بسته باتري ها اختلافي 10 درصدي با چينش موازي دارد، همچنين با مقايسه شار حرارتي كل، عملكرد بهتر چينش موازي در مقايسه با چينش سري باتري ها، اين نوع طراحي را به اولويتي كاربردي و مقرون بصرفه‌تر نسبت به ديگر طرح پيشنهادي قرار مي‌دهد.

The main cause of failure and significant reduction in battery performance is a rise in temperature, so battery thermal control systems (BTMS) are built to monitor and optimize the thermal status of batteries. In this paper, two series and parallel arrangements for placing battery packs in electric vehicles with the same number of 17,280, 18650 battery cells are proposed and compared to select the best position for placing the battery packs. With the help of the Comsol program, the temperature change of the battery pack in the laminar fluid flow regime and the heat flux changes in the first 700 seconds of discharging the battery cells from the full charge mode and selecting the best design of the battery pack placement are compared. The maximum closed surface temperature of batteries is measured from the initial temperature of 27 degrees in series and parallel arrangement, respectively. The maximum temperature difference in the series of batteries is 10% different from the parallel arrangement. Also, by comparing the total heat flux, the better performance of the parallel arrangement compared to the arrangement of the battery series, makes this type of design a practical and more cost-effective priority than other designs.