Soğutucu plaka kullanılan bir araç bataryası ısıl yönetim sisteminin modellenmesi ve analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KADİR OĞUZHAN ÜNÜŞTÜ
Danışman: Mustafa Serhan Küçüka
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında elektrikli araçlarda kullanılan bataryaların termal yönetim sistemi sayısal olarak incelenmiştir. Batarya sistemde ısıl üretim kaynağı olarak ele alınmıştır. Bataryanın zamana bağlı ısı üretimini iki ayrı durum için ele alınmıştır, (i) İstanbul sürüş çevrimi için kullanılması esnasında, (ii) 0,2C, 0,5C ve 1C deşarj hızları için. Bataryanın soğutulması alt yüzeyine yerleştirilmiş bir soğuk plaka ile gerçekleştirilmektedir. Kurgulanan model iki boyutlu bir sayısal modeldir. Batarya ve soğuk plaka hacimleri için oluşturulan ağ yapısı ayrıklaştırılıp açık yöntem ile çözümlenmiştir. Soğuk plaka içerisindeki akış için sayısal çözümleme yapılmamış, ısı transferinin hesaplanmasında genel taşınım bağıntıları kullanılmıştır. Soğutucu akışkan olarak %50 su %50 etilen glikol karışımı (SEG) kullanılmıştır. Akışkan plakaya giriş sıcaklığı 21°C ile 25°C arasında değiştirilmiştir. İstanbul sürüş çevriminde 25°C akışkan giriş sıcaklığı için bataryanın maksimum sıcaklığı 32,16°C olup, batarya içerisindeki sıcaklık farkı, 5,97°C olmaktadır. Bataryadan en fazla güç çekildiği 1C deşarj durumunda ise 25°C akışkan giriş sıcaklığı için bataryanın en yüksek sıcaklığı 36,30°C ve batarya içerisindeki sıcaklık farkı 9,15°C olmaktadır. Soğuk plaka dolaşım akışkanının sağlandığı soğutma sisteminin batarya ile eş zamanlı çalışma davranışı da modele dahil edilmiştir. Yapılan çözümlemede, 21°C akışkan giriş sıcaklığı için 8 döngülük (8016 s) İstanbul sürüş çevriminden batarya toplam güç üretimi 2228,10∙103 J, soğutma yükü 12,19∙103 J ve bu esnada kompresör toplam enerji tüketimi 1,89∙103 J olarak hesaplanmıştır. 18000s süre ile devam eden 0.2C deşarj hızında ise batarya toplam güç üretimi 5559,5∙103 J, soğutma yükü 12,90∙103 J ve kompresör enerji tüketimi 1,50∙103 J olmaktadır.