Elektrikli araçlar için geliştirilecek hibrit yapılı soğutma sistemi modülünün mekanik performansının araştırılması
Investigation of the mechanical performance of the hybrid cooling system module to be developed for electric vehicles
Yazar: FURKAN ERGÜL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN TÜFEKCİ
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Batarya = Battery ; Batarya termal yönetim sistemi = Battery thermal management system ; Elektrikli araçlar = Electric vehicles ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Bu tez çalışması, elektrikli araçlarda yaygınlaşması beklenen ve batarya paketlerinin soğutma yöntemleri arasında önemli bir yere sahip olan daldırma soğutma yönteminin mekanik açıdan incelenmesini amaçlamaktadır. Daldırma soğutma yöntemi, batarya paketlerinin termal yönetimini iyileştirmek için yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Bu yöntemde, termal enerji daha etkili bir şekilde dağıtılır. Bu sayede, bataryanın sıcaklığı kontrol atlında tutularak aşırı ısınma riski azalır ve batarya paketinin performansı artar. Bu yöntem, elektrikli araçlar için özel dielektrik sıvıların geliştirilmesiyle daha da yaygınlaşmaya başlamıştır. Ancak, yöntemin mekanik açıdan değerlendirmesi yeteri kadar yapılmamıştır. Bu çalışmada, bir batarya modülünün yeni nesil daldırma soğutma yönteminin mekanik yapısı ve dayanıklılığı, sayısal analiz programı kullanılarak detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu inceleme, batarya modülünün mekanik dayanıklılığını, daldırma soğutma yönteminin uygulanabilirliğini ve etkinliğini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Analiz çalışmaları, batarya modülünün güvenli ve istikrarlı bir şekilde çalışmasını sağlamak, uzun ömürlü olmasını ve mekanik streslere dayanıklı olmasını sağlamak için son derece önemlidir. Analiz sonuçlarına dayanarak, batarya modülünün mekanik performansını artırmak için yeni malzemeler veya tasarım değişiklikleri yapılabilir. Bu çalışma, daldırma soğutma yönteminin termal açıdan üstün performans sergilediği ve mekanik açıdan da uygun bir seçenek olduğunu kanıtlamaktadır. Bu bilgiler, tasarımcıların ve mühendislerin batarya modülünün performansını optimize etmelerine ve batarya modüllerinin kalitesini artırmalarına yardımcı olacaktır. Mekanik performans analizleri, batarya modülleri için hayati önem taşımaktadır ve daldırma soğutma yönteminin yaygınlaşmasına önemli katkılarda bulunmaktadır. Bu çalışma, elektrikli araçların güvenliği, performansı ve sürdürülebilirliği açısından önemli bir adım olarak değerlendirilebilir.

Abstract:
This thesis study aims to mechanically examine the immersion cooling method, which is expected to become widespread in electric vehicles and has an important place among the cooling methods of battery packs. The immersion cooling method offers a new approach to improving the thermal management of battery packs. In this method, thermal energy is dissipated more effectively. In this way, the battery's temperature is kept under control, reducing the risk of overheating and increasing the battery pack's performance. This method has become more common with the development of special dielectric fluids for electric vehicles. However, the mechanical evaluation of the method has not been done sufficiently. In this study, the mechanical structure and durability of a battery module's new-generation immersion cooling method were investigated in detail using a numerical analysis program. This review aims to evaluate the mechanical durability of the battery module, and the feasibility and effectiveness of the immersion cooling method. Analysis studies are extremely important to ensure the safe and stable operation of the battery module, its longevity and resistance to mechanical stresses. Based on the analysis results, new materials or design changes can be made to improve the mechanical performance of the battery module. This study proves that the immersion cooling method exhibits superior thermal performance and is a suitable option from a mechanical point of view. This information will help designers and engineers optimize battery module performance and improve battery module quality. Mechanical performance analyses are vital for battery modules and contribute significantly to the widespread use of the immersion cooling method. This study can be considered an important step in terms of electric vehicle safety, performance and sustainability.