Batarya termal yönetim sisteminde yenilikçi yaklaşımlar: Gözenekli kanal ve nanoakışkan kullanılması

Bu tez çalışmasında, Li-iyon batarya hücreleri için 2 adet batarya termal yönetim sistemi tasarımı ele alınmış ve nümerik olarak incelenmiştir. Tasarım 1'de serpantin tipi soğutma kanalının gözenekli olduğu varsayılmış ve farklı geçirgenlikler için analizler yapılmıştır. Tasarım 2'de prizmatik Li-iyon batarya hücrelerinin arasına yerleştirilmiş 6, 9 ve 12 numaralı kare oluklu kanal aralığı 3, 4 ve 5 olan oluklu soğutma kanallarına sahip soğuk plakalar kullanılmıştır. Her iki tasarımda da ısı transfer akışkanı olarak Al2O3-Cu/su hibrit nanoakışkan kullanılırken, nanoparçacık hacim oranı %2'ye kadar kullanılmıştır. Tasarım 1'de, akışkanın nanoparçacık katı hacim fraksiyonu ve ortamın geçirgenliği arttığında maksimum sıcaklık düşmüştür. Geçirgenlik durumlarının en düşük ve en yüksek değerleri karşılaştırıldığında, su ve nanoparçacık yüklemesi en yüksek olan nanoakışkan için 1,25 K ve 3 K sıcaklık düşüşü elde edilmiştir. Su ve hibrit nanoparçacık miktarı en yüksek olan nanoakışkan soğutma ortamı karşılaştırıldığında Da=10-1'de maksimum sıcaklık düşüşü 2,4 K iken Da= 10-5'te sadece 1 K'dir. Tasarım 2'de, nanoparçacık katı hacim oranı ve oluklu soğutma kanallarının sayısı arttığında maksimum sıcaklık düşer. En düşük ve en yüksek soğutma kanalı sayısı durumları karşılaştırıldığında, su ve en yüksek nanoparçacık hacimsel oranına sahip Al2O3-Cu/su hibrit nanoakışkan için maksimum sıcaklık düşüşü 3,07 K ve 1,86 K olarak gözlemlenmiştir. Li-iyon bataryalar, enerji depolama sorunu için umut verici bir yoldur, bu tezde sunulanlar gibi termal yönetim tasarımlarına yönelik yöntemler, daha fazla sistem geliştirme ve performans optimizasyonu için yardımcı olacaktır.