Investigating the optimisation of the fluid flow distribution within a high voltage battery thermal conditioning plate

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ALTAN ÖZGÜR

Danışman: Zafer Gemici

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Elektrikli ve tamamen elektrikli araçlar, motorlu araçlarca atmosfere salınan sağlıksız egzoz ve sera gazlarını azaltarak daha sağlıklı ve sürdürülebilir bir çevre yaratmak için umut vadeden bir çözüm sunmaktadırlar. Günümüzde Lityum iyon piller, maliyet, hacimsel ve kütlesel enerji yoğunluğu, şarj hızı, güç iletim kapasitesi ve kullanım ömrü niteliklerindeki avantajları sayesinde elektrikli araçlar icin en uygun enerji depolama yöntemi olarak kabul edilmektedirler. Bununla beraber, Lityum iyon pil hücrelerinin güç iletim, kullanım ömrü ve güvenlik özellikleri, çalışma ve depolama sıcaklıklarına büyük ölçüde bağlıdır. Lityum iyon pillerin optimum aralıklarının dışında çalıştırılması ve depolanması, zamanla performanslarının düşmesine ve yıpranmanın artmasına neden olur. Bu nedenle pillerin optimum depolama ve çalışma sıcaklığında tutulmasını sağlamak, pil paketi tasarım hedeflerinin temel unsurudur. Bir yüksek gerilim pil paketinin enerji depolama ve performans kapasite nitelikleri en zayıf hücresinin kapasitesi ile sınırlıdır. Örneğin, bir pil paketi icinde hızlı yıpranan hücreler, paketin sağlıklı hücrelerinin enerji depolama ve güç iletim niteliklerinde darboğaz yaratmaktadırlar. Bu nedenle pil paketi soğutma sistemi pil hücrelerini yalnızca optimum sıcaklık aralığında tutmakla kalmamalı aynı zamanda pil hücreleri arasında önemli yıpranma farklarının oluşmasını önlemek amacıyla pil hücreleri arasındaki sıcaklık farklarını da en aza indirmelidir. Bir soğutma sisteminde bu, dengelenmiş soğutma dağılımı, valf ve sensörler ile çalışan kontrol sistemleri, şarj ve deşarj yüklerini yazilim ile kontrol etmek gibi yöntemlerle saglanabilir. Bu tezde, sınır koşullarına bağlı kalarak bir pil hücre paketi soğutma plakası içindeki soğutucu akış dağılımının optimizasyonu HAD yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. HAD modelinin korelasyonu ise prototip parça ve test düzeneklerinden alınan ölçümlerle doğrulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Akış dağılımı, optimizasyon, soğutma sıvısı, soğutma plakası, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD)