بررسی تجربی سیستم مدیریت حرارت یک باتری لیتیوم-یون با استفاده از لوله حرارتی

یکی از مشکلات عمده بر سر راه استفاده­ ی تجاری از باتری ­های لیتیوم-یون برای مصارف بالای انرژی، مشکلات گرمایی مربوط به این باتری­ ها است. از آن­جا که در بسیاری از کاربردها، به منظور تولید توان بالاتر، از تعداد زیادی باتری کنار هم استفاده می­ شود، پیش­ بینی عملکرد حرارتی آن­ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، یک سیستم مدیریت حرارت باتری لیتیوم-یون مجهز به لوله حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، قسمتی از یک بسته­ ی باتری که شامل دو باتری و یک لوله حرارتی می­ باشد، انتخاب شده و عملکرد آن به­ صورت تجربی بررسی شده است. آزمایش­ ها در دماهای مختلف محیط به کمک یک اتاق آزمون ساخته شده که قابلیت کنترل دقیق دما را دارد، انجام شده است. نتایج تجربی نشان می­ دهد که با افزایش دمای محیط، هرچند که دمای سطح باتری افزایش پیدا می­ کند، اما با کاهش مقاومت حرارتی لوله حرارتی ساخته شده، اثر این افزایش دما تا حدودی تعدیل می ­شود و می ­تواند به صورت یک روش فعال عمل کند. علاوه براین، با استفاده از انتقال حرارت اجباری در ناحیه کندانسور، نه تنها می­ توان درجه حرارت سطح باتری را کمتر از ۴۰ درجه سانتی­گراد کنترل کرد، بلکه باعث توزیع یکنواخت دما روی سطح باتری می ­شود. همچنین استفاده از لوله حرارتی کمک می ­کند در سیکل­ های متوالی باتری، شرایط دمایی پایدارتر با نوسان دمایی پایین­ تر فرآهم شود.

کلیدواژه ها:

Lithium-ion battery ، Heat pipe ، Thermal management system ، Battery equivalent circuit ، Thermal resistance ، باتری لیتیوم-یون ، لوله ی حرارتی ، سیستم مدیریت حرارتی ، مدار معادل باتری ، مقاومت حرارتی