بهینه سازی جاذب های انرژی برای ماژول باتری لیتیوم - یون خودروی الکتریکی

با وجود چگالی انرژی برتر و انرژی مخصوص بالای باتری های لیتیوم – یون، اما مسائل ایمنی باتری های لیتیوم - یون همچنان توسعه خودروهای الکتریکی را با چالش رو به رو کرده است. به منظور بهبود ایمنی ماژول و بسته باتری در خودروی الکتریکی، یکپارچگی مکانیکی ماژول باتری و طراحی مقاوم ماژول باتری در سوء استعمال مکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، آرایش های گوناگونی از ماژول باتری لیتیوم – یون که متشکل از سلول باتری استوانه ای و پروفیل های توخالی آلومینیومی به عنوان جاذب انرژی است، به شکلی پیشنهاد شده است که به کارگیری جاذب های انرژی در بین سلول های استوانه ای، تغییرشکل پذیری ماژول باتری را افزایش دهد. به این ترتیب ایمنی سلول های باتری در سوء استعمال مکانیکی افزایش می یابد. در ابتدا، شش طرح مفهومی مختلف با استفاده از پروفیل های توخالی با سطح مقطع های گوناگون پیشنهاد شده است؛ به نحوی که ماژول باتری تغییرشکل پذیری در هر دو جهت طولی و عرضی را داشته باشد. در ادامه طرح های مفهومی پیشنهاد شده، مورد تحلیل عددی قرار گرفته اند تا پارامترهای موثر در تعیین چگالی بسته بندی، تغییرشکل پذیری و میزان جذب انرژی مشخص شوند. از این بین، طرح مفهومی برتر با استفاده از روش تصمیم گیری چندمعیاره انتخاب شده و تحت بارگذاری طولی و عرضی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که تغییر شکل پذیری ماژول باتری با قابلیت تحمل تغییر شکل دوسویه با مد بسته بندی ۱۲۰ درجه و مقطع جاذب انرژی دایروی، ۵۷.۹۱% بیشتر شده و مقدار انرژی تلف شده در زمان وقوع اتصال کوتاه داخلی تا ۲.۶۹ برابر افزایش یافته است.

کلیدواژه ها:

ماژول باتری لیتیوم – یون ، تغییر شکل دوسویه ، ایمنی ، طراحی مفهومی