بررسی خنک‌کاری انباره‌‌های لیتیوم-یون با نانوسیال‌های گوناگون

نویسندگان

چکیده

در این مقاله، داغ شدن انباره‏‌های لیتیوم - یون در هنگام تخلیه به صورت تجربی و با شبیه‌سازی عددی بررسی شد و نحوه خنک‌کاری آنها با استفاده از نانوسیال‏های آب-آلومینا، آب-اکسید مس و آب – طلا با کمک شبیه‌سازی عددی مطالعه گردید. انباره‏ مورد نظر با روش CFD شبیه‌سازی و خنک‌کاری آن با نانوسیالات در مقایسه با سیال آب و هوا انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از نانوسیال‌ها تأثیر بسیار زیادی در خنک‌کاری انباره‏‌ها دارد، به نحوی که در شرایط یکسان دمای مجموعه انباره‏‌ها با نرخ تخلیه c۵ و با استفاده از نانو سیال آب-آلومینا پس از ۳۰۰ ثانیه تخلیه به 305.31 کلوین رسید. همچنین دمای متوسط انباره‏‌ها در خنک‌کاری با نانوسیال آب-اکسید مس به 307.9 کلوین و نانو سیال آب-طلا به 301.14 کلوین رسید. درحالی که با استفاده از سیال هوا برای خنک‌کاری، دمای مجموعه حدود ۳۶۰ کلوین و با استفاده از سیال آب برای خنک‌کاری دمای متوسط انباره‏‌ها حدود ۳۱۳ کلوین محاسبه شد. نتایج این مقاله تأیید می‌کند که انباره‏‌های لیتیوم-یونی در دمای گرمتر از 60 درجه سلسیوس خود به خود تخلیه می‌شوند. نتایج نشان داد که در روش خنک‌کاری با هوا ، مقدار تخلیه انباره‏‌ها به %61.5 رسید و این در حالی است که با استفاده از سایر خنک‌کننده‌ها (آب، آب - اکسید مس و آب - آلومینا) این مقدار به %۵۷ و تحت خنک‌کاری با نوسیال آب-طلا به % ۵۳ رسید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studying lithium-ion battery packs cooling system using water-nanofluids composition

چکیده [English]

In this study, the Li-ion batteries temperature increase during the discharge process was measured empirically and evaluated using numerical simulation. Moreover, the battery packs cooling using the water, air and water-nano composition fluids such as water-alumina, water-copper oxide, and water-gold was studied through numerical simulation. Accordingly, the battery cooling was simulated by CFD method and the results were compared with water and air coolants. The results indicated the significant effect of nanofluid on the battery packs cooling under the same conditions. The batteries mean temperature with 5C discharge rate with the cooling process with water-alumina was decreased to 305.31 K after 300-sec discharge (Initial temperature: 300 K). The mean temperature of batteries under the cooling process with water-copper oxide and water-gold nanofluid was decreased to 307.09 and 301.14 K, respectively. However, the temperature of the battery packs was respectively decreased to 362 and 313 K using air and water-fluid cooling. Another important point is that lithium-ion batteries are subject to spontaneous discharge at 60%, which confirms the results of the present research. In air cooling method, the discharge rate of batteries reached 61.5%, while other nanofluids (water, water-copper oxide, and water-alumina) decreased the discharge rate by 57% and water-gold nanofluid dropped the discharge rate to 53%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Battery
  • Cooling
  • Discharge
  • Nanofluids
دوره 58، شماره 58 - شماره پیاپی 58
فناوری های برقی سازی و خودروهای دورگه
اردیبهشت 1399
صفحه 17-27
  • تاریخ دریافت: 06 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 01 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 06 آذر 1401