Lityum iyon pillerinin düşük sıcaklıklarda pasif termal kontrolü için üretilen ısı yalıtım malzemelerinin pil deşarj performans üzerine etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

Bu çalışmada, bataryaların soğuk hava koşulların bataryalar üzerindeki olumsuz etkilerini ve bataryalardaki performans kaybını azaltmak amacıyla çalışmalar yapılmıştır. Yerli kaynaklardan temin edilen hammaddeler kullanılarak yanmayan, hafif, mekanik ve ısı yalıtım özellikleri yüksek yeni malzemeler üretilmiş ve test edilmiştir. Optimum özelliklere sahip üç numune, batarya kabininin iç yüzeyine kaplanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, düşük sıcaklık şartlarında batarya sıcaklık ve performans testlerini gerçekleştirmek için bir test düzeneği oluşturulmuştur. 24V nominal voltaj ve 20Ah nominal kapasiteye sahip batarya paketi üzerinde testler gerçekleştirmek amacıyla üç farklı sürüş profili geliştirilmiştir. Bu testler, 0°C, -5°C ve -10°C sıcaklıklarda, yalıtımlı ve yalıtımsız durumlarda batarya deşarj deneyleri yapılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, bataryanın optimum çalışma sıcaklığında yapılan testlerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, yalıtım numunelerinin bataryanın ısınmasında önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Düşük ısı iletkenliği ve düşük ısı yayılımı özelliklerine sahip yalıtım numuneleri sayesinde, bataryanın çalışma süreci sırasında üretilen ısı büyük ölçüde tutulmuş ve yavaşça batarya kabin ortamına salınmıştır. Termal kontrol yöntemiyle batarya performans verimliliği, yalıtımsız duruma göre 0°C’de %5, -5°C’de %10 ve -10°C’de %10 artmıştır. Pratik elektrokimyasal enerji kullanım verimliliği çoğu deşarj süresi için %90'ın üzerinde bulunmuştur. Ayrıca, yalıtım numunelerinin deşarj performansının yalıtım kalınlığıyla ilişkili olduğu tespit edilmiştir. 1,5 cm, 2,5 cm ve 4 cm kalınlıklarda EPWSO yalıtım malzemesi ile kaplama durumu incelenmiş ve yalıtımsız duruma göre her yalıtım kalınlığı için batarya verimliliği artmıştır. Sonuçlar, yalıtımlı batarya kabinlerinde daha fazla termal enerjinin mevcut olduğunu ve bunun da bataryanın elektrokimyasal performansını iyileştirdiğini göstermiştir.