مطالعه تجربی عملکرد حرارتی ماژول باتری لیتیوم-یون با استفاده از خنک کاری تبخیری مبتنی بر هیدروژل

مدیریت حرارتی نقشی اساسی در طراحی ماژول باتری های لیتیوم-یون ایفا می کند و آن را به موضوعی حیاتی برای تحقیقات گسترده تبدیل کرده است. در میان روش های مختلف مورد بررسی، استفاده از هیدروژل به عنوان یک روش جدید خودنمایی می کند. خنک کاری تبخیری مبتنی بر هیدروژل همراه با فرایند جابجایی می تواند بر عملکرد استفاده از هیدروژل تاثیر بگذارد. در این مطالعه، تاثیر پارامترهای کلیدی مانند رطوبت نسبی محیط، سرعت جریان هوا و ضخامت لایه هیدروژل بر رفتار حرارتی ماژول حاوی ۱۲ عدد سلول ۱۸۶۵۰ سنجیده می شود. سلول ها در این ماژول به صورت جداگانه توسط یک لایه هیدروژل احاطه شده اند. هیدروژل با استفاده از صفحه مسی یا توری مسی محصور می شود. نتایج نشان می دهد که وقتی رطوبت نسبی محیط %۴۰ و نرخ تخلیه C۴ باشد، پیکربندی هیدروژل-توری تحت جریان جابجایی اجباری منجر به کاهش قابل توجه °C۸/۲۶ در بیشینه دمای ماژول می شود. علاوه بر این، افزایش رطوبت نسبی از %۴۰ به %۹۰ با افزایش °C۲/۵ در بیشینه دمای ماژول همراه است. برای نرخ تخلیه C۴، به منظور اطمینان از دمای ایمن، حداقل ضخامت مجاز لایه هیدروژل در پیکربندی های هیدروژل-صفحه و هیدروژل-توری همراه با جریان جابجایی اجباری برابر نصف شعاع سلول باتری است. با این وجود، حداقل ضخامت تعیین شده برای استراتژی های هیدروژل-توری و هیدروژل-صفحه تحت جریان جابجایی طبیعی، به ترتیب، ۰/۷۵ و ۰/۱ برابر شعاع سلول می باشد. علاوه بر این، ماژول با پیکربندی هیدروژل-صفحه، یکنواختی دمایی بیشتری را در مقایسه با ماژول با پیکربندی هیدروژل-توری نشان می دهد

کلیدواژه ها:

مدیریت حرارتی ، باتری لیتیوم-یون ، خنک کاری تبخیری ، هیدروژل