Simülatif bir batarya paketinin pasif termal korunumu
Passive thermal protection of a simulatedbattery pack
Yazar: SERKAN COŞKUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMİT NAZLI TEMEL
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim ve Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada simülatif bir batarya paketinin termal olarak korunması amacıyla faz değişken malzemelerin pasif ısı depolama birimi olarak kullanılması ele alınmıştır. Lityum-iyon batarya paketlerinin pasif termal koruması 41oC-44oC arasında gerçekleşmektedir. Farklı kütle oranlarda eklenen GNP nanoparçacık katkısının RT-44 erime sıcaklığı üzerindeki etkisi detaylı bir şekilde araştırılmıştır. %7 GNP katkılanarak elde edilen GNP/RT-44 kompozitinin DSC özellikleri üzerindeki etkileri incelenip ve en iyi performansı gözlemlenmiştir. Lityum-iyon batarya paketlerinin termal performansları maksimum sıcaklık ve maksimum sıcaklık farkı değerlerinde doğal taşınım ile karşılaştırarak incelenmiştir. Başlıca önemli gözlemler: 1) Isıl iletkenlik RT-44 için katı halden sıvı hale geçerken önemli ölçüde azalmaktadır, 2) RT-44 içerisine eklenen GNP nano parçacıkları hem katı halde hem de sıvı halde termal korunumu artırmaktadır; katı halde ısı iletkenliği daha iyileşmektedir, 3) GNP nanoparçacıkların RT-44 içerindeki homojen dağılımları ve miktarının (%7 maksimum) ısı transferi açısından önem arz etmektedir, 4) 1.3W,
ix
2.75 W, ve 3.90 W deşarj hızında çalıştırılan batarya paketleri GNP/RT-44 kompoziti ile pasif termal korumasının RT-44 maksimum sıcaklık açısından belli oranlarda termal performansı iyileştirilmiştir, 5) Maksimum sıcaklık kriteri açısından GNP/RT-44 pasif termal korunmasının RT-44'e göre oldukça belirgin gelişim göstermektedir. Kısacası karşılaştırmalarla dinamik termal ısıl değerlerin ve deşarj/soğutma çevrimleri neticesinde elde edilen sonuç GNP nano parçacıklarının RT-44' e göre iletkenliği önemli oranlarda artırmıştır.

Abstract:
In this study, the use of phase variable materials as a passive heat storage unit for thermal protection of a simulated battery pack is studied. Passive thermal protection of lithium-ion battery packs takes place between 410C-44oC. The effect of the added GNP nanoparticle with different amountsis investigated in depthon the melting temperature of RT-44. The GNP / RT-44 composite obtained with the amount percentage of 7% GNP is carefully examined on DSC feautures and the best performance results areobtained. The thermal performance of the lithium-ion battery packs is then compared with the natural convection at maximum temperature and maximum temperature difference. Main crucial observations are: 1) Thermal conductivity is significantly decreased when changing phase from solid to liquid of RT-44, 2) GNP nanoparticles added to RT-44 increase thermal dissipation in both solid and liquid form; solid conductivity presents better results, 3) GNP nanoparticles are important in terms of heat transfer in homogeneous distributions with a certain amount (7% maximum) in RT-44, 4) 1.3W, 2.75 W, and 3.90W discharge speed operated battery packs GNP / RT-44 , the thermal performance of the passive thermal protection RT-44 with GNP composite has been improved at a certain rate in
xi
terms of thermal performance. As a result of the dynamic thermal values and the discharge / cooling cycles, the demonstrated results have proven that the conductivity of GNP nanoparticles is significantly improved.