طراحی و تحلیل سامانه مدیریت گرمایی ماژول باتری خودرویی لیتیوم- یون با استفاده از میکروکانال در نرخ‌های مختلف تخلیه

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 کارخانه نوآوری آمپر، تهران، ایران

4 کارخانه نوآوری آمپر، تهران، ایران

5 کارخانه نوآوری آمپر، تهران، ایران

doi
10.22034/jmeut.2025.61677.3413
چکیده

حفظ دمای باتری لیتیوم- یون در محدوده‌ی عملکردی و توزیع یکنواخت دما تأثیر بسزایی در ایمنی و عملکرد آن‌ دارد. در این پژوهش، عملکرد سیستم مدیریت گرمایی بسته باتری در مقیاس خودرویی شامل 385 باتری لیتیوم یون 21700، طی نرخ جریان‌های C1، C2 و C3 و فرآیند پیش‌گرمایش به صورت عددی بررسی شده است. سامانه مدیریت گرمایی به کار گرفته شده در این پژوهش از نوع میکرکانال‌های موج‌دار آلومنیومی است و در دو الگو میکروکانال پایه و بهبود یافته با تمرکز بر زاویه تماس باتری و میکروکانال و تعداد اتصالاتU شکل مورد بررسی قرار گرفت. در نرخ جریان‌های بالاتر از C1 با فرض حداکثر سرعت ورودی میکروکانال 41/1 متر بر ثانیه (به منظور حفظ رژیم جریان لایه‌ای)، سیستم خنک‌کاری توانایی حفظ شرایط دمایی به صورت پایا را ندارد. تحت این شرایط سیستم خنک‌کاری توانایی حفظ شرایط دمایی برای 257 ثانیه برای نرخ جریان C2 و 86 ثانیه برای نرخ جریان C3 را دارد. فرآیند پیش‌گرمایش با دمای اولیه 20- درجه سلسیوس نیز طی 885 ثانیه محقق شد. همچنین استفاده از طرح بهبودیافته راندمان گرمایی را تا میزان 3/39% افزایش داد.