شبیه سازی خنک کاری باتری های لیتیوم-یونی با استفاده از روش هوا-خنک

مدیریت حرارتی باتری های لیتیوم یونی نقش کلیدی در عملکرد، ایمنی و افزایش عمر آن ها به ویژه در کاربردهایی نظیر خودروهای برقی ایفا می کند. افزایش دمای باتری در طی فرآیند شارژ و دشارژ می تواند منجر به کاهش ظرفیت، افت عمر چرخه ای و بروز مخاطرات ایمنی شود. در این پژوهش، عملکرد حرارتی یک پک باتری لیتیوم یونی با استفاده از سیستم خنک کاری هوایی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور مدل سازی رفتار الکتروشیمیایی و حرارتی باتری، از مدل یک بعدی مبتنی بر معادلات حاکم واکنش های الکتروشیمیایی و معادله انرژی استفاده شده و میدان جریان و انتقال حرارت هوا نیز با حل معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی شبیه سازی گردیده است. در این مطالعه، اثر پارامترهای کلیدی زاویه هدایت جریان و عرض هندسی کانال خنک کاری بر دمای بیشینه و یکنواختی توزیع دما بررسی شده است. نتایج بیانگر آن است که افزایش عرض کانال و استفاده از هدایت مناسب جریان هوا می تواند انحراف معیار دما را به طور قابل توجهی کاهش داده و از تشکیل نقاط داغ جلوگیری نماید. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان می دهد که بهینه سازی هندسه مسیر جریان هوا می تواند بدون افزایش قابل توجه توان مصرفی، عملکرد سیستم خنک کاری هوایی باتری های لیتیوم یونی را بهبود بخشد.

کلیدواژه ها:

خنک کاری باتری لیتیومی ، سیستم مدیریت حرارتی باتری ، سیستم هوا-خنک ، شبیه سازی عددی