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

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه جهرم، گروه مهندسی بیوسیستم

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران

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 انسیس فلوئنت و بر اساس مدل دو بعدی NTGK برای باتری و مدل آنتالپی-تخلخل برای ماده-ی تغییر فاز دهنده صورت گرفت. تاثیر نرخ‌های دشارژ و ضریب انتقال حرارت 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 نرخ‌های دشارژ C1، C3 و C5 شده است. با افزایش ضریب انتقال حرارت همرفتی از W m^(-2) K^(-1) 5/0 به W m^(-2) K^(-1) 10 در سامانه‌ی هیبریدی، بهبود 10 درصدی در کاهش دمای باتری مشاهده گردید. در فرآیند بازیابی ماده‌‌ی تغییر فازدهنده و در نرخ 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 حرارتی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات