Sıvı soğutmalı batarya termal yönetim sisteminin tasarımı ve deneysel incelenmesi

Elektrikli ve hibrit elektrikli araç sektöründe, araç performansına direkt etki eden batarya sistemleri üzerinde birçok araştırma ve geliştirme çalışması yapılmaktadır. Bu bağlamda batarya paketlerinde şarj/deşarj anında meydana gelen ve kontrol edilemediğinde pil hücrelerine ciddi derecede zarar veren sıcaklık sorunu üzerine odaklanılmıştır. Bahsedilen bu sorunun aşılması adına batarya termal yönetim sistemleri hayati bir öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, 18 adet silindirik lityum iyon pillerden oluşan batarya paketi, 1,5 mm et kalınlığındaki bakır plakalardan imal edilen S tipi bir sıvı soğutma kanalı içerisine yerleştirilerek sıvı soğutmalı batarya termal yönetim sisteminin soğutma performansı üzerinde deneysel bir araştırma yapılmıştır. Batarya paketinin şarj ve deşarj deneylerinde, 15 °C, 25 °C ve 35 °C başlangıç sıvı giriş sıcaklıklarının, 475 ml/dk, 625 ml/dk ve 790 ml/dk sıvı akış hızlarındaki soğutma performansları incelenmiştir. Adyabatik bir deney ortamı sağlanamamış olmasından dolayı sıvı giriş sıcaklığının etkisi hakkında net bir sonuç elde edilememesine karşın, 15 °C – 25 °C arasındaki giriş sıcaklıklarının paket homojenliğine ve maksimum sıcaklığın düşürülmesine katkıda bulunabileceği çıkarımı yapılmıştır. Soğutma performansı açısından 15 °C başlangıç sıvı giriş sıcaklığı ve 790 ml/dk sıvı akış hızı kombinasyonunun en etkili sonuçlara sahip olduğu görülmüştür. Bu koşullarda batarya paketi ortalama sıcaklığı, maksimum sıcaklık ve maksimum sıcaklık farkı değerleri yaklaşık olarak sırasıyla % 39,35, % 39,75 ve % 62,10 oranında azaltılmıştır. Güç tüketimi ve soğutma performansı bir arada değerlendirildiğinde ise en verimli kombinasyonun 15 °C başlangıç sıvı giriş sıcaklığı ve 625 ml/dk sıvı akış hızı olduğu tespit edilmiştir.