Pil Benzeri Isıl Koşullara Sahip bir Silindirin Faz Değiştiren Malzeme ile Soğutulmasının Deneysel İncelenmesi

Satılmış TEKİN; Göker TÜRKAKAR

Makale detayları

Pil Benzeri Isıl Koşullara Sahip bir Silindirin Faz Değiştiren Malzeme ile Soğutulmasının Deneysel İncelenmesi

Yazarlar:

Satılmış TEKİN | Göker TÜRKAKAR

Yayıncı:

Çanakkale Onsekiz Mart University

Ana Başlıklar:

Diğer mühendislik dalları

Dergi:

Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences 2022 Vol.8 Issue 2, pp.132-148

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2022

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2000488199

Sıklık:

Aylık

eISSN:

2757-5195

Özet:

 

n this study, the cooling of lithium-ion batteries using phase change material (PCM), a passive thermal management system, has been experimentally investigated. A composite with copper wire mesh has been formed to increase the thermal conductivity of PCM. Transient variation of heater surface temperature under the stagnant air environment has been examined for the cases bare heater, heater surrounded by the PCM, and enclosed by PCM/copper wire mesh composite. In experiments, a heater with the same dimensions of the 26650 cylindrical lithium-ion battery is used to simulate the heat generation for this battery for the 2C (1.30W) and 3C (2.75W) discharge rates. Two kinds of PCMs having different melting temperatures are employed in the experiments. As a result of the tests carried out for steady-state conditions, by using solid-phase PCM(CrodaTherm37)/copper wire composite, the thermal resistance of PCM/copper+glass is decreased by 52% compared to the heater surrounded by only PCM configuration. If the same experiment is held for liquid phase PCM/copper wire composite, PCM/copper+glass thermal resistance is 30% higher than the only PCM case. While the use of copper wire promotes the thermal performance for the solid and solid-liquid phases, it is observed that it negatively affects it for the liquid phase. The PCM mass and the cost are reduced by 15% thanks to the use of copper wire. In the absence of the PCM (stagnant air environment), heater surface temperature has reached 40°C at 755 s and 400 s for the heat generation of 2C/1.30 W and 3C/2.75 W, respectively. This process has been extended by 703% compared to absence of the PCM using CrodaTherm37/Copper wire mesh for a 2C discharge rate. When considering the melting temperatures of the PCMs, CrodaTherm29 for short term discharge 2C/1.30W, CrodaTherm37 can be preferred for long term cyclic 2C/1.30W charge/discharge conditions.

 

Bu çalışmada, lityum iyon pillerin pasif termal yönetim sistemlerinden faz değişim malzemesi (FDM) kullanımı ile soğutulması deneysel olarak incelenmiştir. FDM ısı iletim katsayısının artırılması amacıyla içerisine bakır tel örgü konarak FDM/bakır tel örgü kompoziti oluşturuldu. Isıtıcı etrafına FDM/bakır tel örgü koyulduğu, yalnız FDM koyulduğu ve FDM konulmadığı durumlarda ısıtıcı yüzey sıcaklığının durağan hava ortamında değişimi incelenmiştir. Deneylerde silindirik lityum iyon pillerin 2C (1.30W) ve 3C (2.75W) deşarj durumlarında attığı ısıyı simüle etmek için 26650 pili ile aynı boyutlarda ısıtıcı kullanılmıştır. Deneylerde farklı ergime sıcaklığına sahip iki adet FDM kullanılmıştır. Sürekli rejimde yürütülen deneylerde ısıtıcı etrafına FDM(CrodaTherm37)/bakır tel konulması durumunda FDM katı halde iken FDM+cam ısıl direncini %52 düşürmüştür. FDM sıvı fazda olduğu durumda ise FDM/tel+cam ısıl direncini %30 artırmıştır. Tel kullanımı ısıl performansı katı ve iki fazlı bölgede olumlu etkilerken sıvı fazda olumsuz etkilediği gözlemlenmiştir. FDM/bakır tel kullanılması sayesinde FDM kütlesi ve maliyeti, %15 düşürülmüştür. FDM kullanılmadığında (durağan hava ortamı) 2C/1.30W ve 3C/2.75W deşarj/ısı üretimi durumunda ısıtıcı yüzey sıcaklığı 40˚C’ ye sırasıyla 755 s ve 400 s’de gelmiştir. 2C deşarj oranı için bu süre CrodaTherm37/Tel örgü kullanılarak FDM kullanılmayan duruma göre %703 artırılabilmiştir. FDM’lerin ergime sıcaklıkları göz önüne alındığında, kısa süreli deşarj 2C/1.30W ısı üretimi durumunda CrodaTherm29, uzun süreli çevrim şeklinde şarj/deşarj 2C/1.30W ısı üretimi durumunda ise CrodaTherm37 FDM kullanımı tercih edilebilir.

Makale detayları

Pil Benzeri Isıl Koşullara Sahip bir Silindirin Faz Değiştiren Malzeme ile Soğutulmasının Deneysel İncelenmesi

Yazarlar: Satılmış TEKİN | Göker TÜRKAKAR

Yayıncı: Çanakkale Onsekiz Mart University

Ana Başlıklar: Diğer mühendislik dalları

Dergi: Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences 2022 Vol.8 Issue 2, pp.132-148

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 6/2022

Belge Dili: Türkçe

Document ID (Org No.): 2000488199

Sıklık: Aylık

eISSN: 2757-5195

Sayı

Yazarlar:

Satılmış TEKİN | Göker TÜRKAKAR

Yayıncı:

Çanakkale Onsekiz Mart University

Ana Başlıklar:

Diğer mühendislik dalları

Dergi:

Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences 2022 Vol.8 Issue 2, pp.132-148

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2022

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2000488199

Sıklık:

Aylık

eISSN:

2757-5195