بررسی عددی مدیریت گرمایی باتری لیتیوم- یون با استفاده از ماده‌ی تغییر فاز دهنده و فوم فلزی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران

doi
10.22034/jmeut.2024.62188.3432
چکیده

هدف از پژوهش حاضر، خنک کاری یک باتری لیتیوم-یون با استفاده از دو حالت ماده­ی تغییر فاز دهنده و ترکیب آن با فوم مس (سامانه هیبریدی) بر مبنای دینامیک سیالات محاسباتی است. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار Ansys-Fluent و بر اساس مدل دو بعدی NTGK برای باتری و مدل آنتالپی-تخلخل برای ماده­ی تغییر فاز دهنده صورت گرفت. تاثیر سرعت‌های دشارژ و ضریب انتقال گرمای همرفتی بررسی گردید. نتایج نشان داد که به کارگیری ماده­ی تغییر فاز دهنده باعث کاهش دمای باتری به میزان °C 97/11 ، °C 22/32 و °C 04/35 به ترتیب در سرعت­های دشارژ C1، C3 و C5 شده است. با افزایش ضریب انتقال گرما همرفتی از  5/0 به  10 در سامانه­ی هیبریدی، بهبود 10 درصدی در کاهش دمای باتری مشاهده گردید. در فرآیند بازیابی ماده‌‌ی تغییر فازدهنده و در سرعت دشارژ C5، مدت زمان جامد شدن ماده­ی تغییر فاز دهنده در سامانه­ی هیبریدی نسبت به ماده‌ی تغییر فاز دهنده به میزان 45 درصد بهبود یافت. در نهایت وجود فوم فلزی باعث بهبود عملکرد سامانه­ی مدیریت گرمایی شده است.