بررسی تجربی روش‌های مختلف بهبود مدیریت حرارتی باتری‌های لیتیوم-یون با استفاده از تغییر فاز مایع-بخار

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

استادیار، گروه تحقیقاتی انرژی و محیط زیست، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آیت الله بروجردی (ره)، بروجرد، ایران

10.22052/eem.2025.256421.1104

چکیده

در این مطالعه، یک روش جدید برای مدیریت حرارتی باتری‌های لیتیوم-یون با استفاده از تغییر فاز مایع-بخار بررسی شده است. یک بستۀ باتری متشکل از ۱۲ سلول استوانه‌ای ۱۸۶۵۰ در یک محفظۀ غوطه‌ور در مبرد R-141b قرار داده شد و اثر چهار پارامتر کلیدی شامل ارتفاع غوطه‌وری مبرد (سه ارتفاع 0%، 50% و 100% ارتفاع سلول‌های باتری)، نرخ دشارژ (1C تا 4C)، نوع روش خنک‌کاری (بدون خنک‌کاری، استفاده از جابجایی آزاد و جابجایی اجباری با فن)، و دمای اولیۀ هیدروژل (10 و 24 درجۀ سانتیگراد) بر عملکرد حرارتی باتری‌ها به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع غوطه‌وری و استفاده از هیدروژل با دمای اولیۀ پایین، بیشترین کاهش دما و فشار نهایی محفظه را به همراه داشته است. در شرایط دشارژ 4C، دمای حداکثری سلول‌ها در حالت غوطه‌وری کامل نسبت به حالت بدون خنک‌کاری 31 درجۀ سانتی‌گراد کاهش یافت. همچنین، استفاده از هیدروژل فشار نهایی محفظه را تا 4/44 درصد کاهش داده است. در حالت بدون خنک‌کاری، دمای حداکثری در نرخ دشارژ 4C به بیش از 71 درجۀ سانتی‌گراد رسید که بالاتر از حد ایمنی عملکرد باتری است. اما با استفاده از غوطه‌وری کامل، این مقدار به 40 درجۀ سانتی‌گراد و با استفاده از هیدروژل با دمای اولیۀ 10 درجه به حدود 5/34 درجۀ سانتی‌گراد کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مهندسی و مدیریت انرژی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 21 اردیبهشت 1404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار