شبیه سازی فرآیند الکتروشیمیایی و بررسی خنک کاری یک باتری لیتیوم یون در شرایط بحرانی

مدیر یت حرارتی باتری لیتیوم یون مورد است فاده در خودرو های الکتریکی ضروری می باشد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از مدل شبه تجربی NTGK شبیه سازی فرآیند الکتروشیمیایی درون یک باتری با ظرفیت ۱۴/۶ آمپر ساعت انجام شد. با توجه به اعتبارسنجی انجام شده، حداکثر اختلاف نتایج حاصل از شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی، برای توزیع ولتاژ، ۲ درصد و برای دمای بیشینه ۴ درصد میباشد. کوچک بودن هدایت حرارتی و ظرفیت گرمای ویژه هوا سبب شده تا عدم یکنواختی دما در باتری با شدت تخلیه بالا، زیاد با شد. با در نظر گیری اهمیت این مو ضوع، عملکرد مایعات آب، نانو سیال آب-اکسید مس و فلز مذاب (Ga(۶۸)In(۲۰)Sn(۱۲در خنک کاری باتری با شدت تخلیه ۱۰C هنگام اتصال کوتاه داخلی مقایسه شد. نتایج حاصل از خنک کاری به وسیله فلز مذاب دارای بهترین عملکرد از لحاظ حرارتی می باشد و دمای بیشینه باتری برای این خنک کننده هنگام اتصال کوتاه کمتر از ۴۰ درجه سانتیگراد میباشد. افزودن نانو ذره اکسید مس در کسر حجمی ۲ در صد به سیال پایه آب، باعث کاهش ۳۰/۳۶ درصدی دمای بیشینه برای مقاومت ۰/۱ میکرواهمی میگردد؛ ولی کماکان مقدار دمای بیشینه ۸ درجه از دمای مجاز بیشتر میباشد. در نهایت تاثیر افزایش سرعت ورودی در محدوده بین ۰/۰۱ تا ۱ متر بر ثانیه برای سیال خنک کننده آب برر سی شد. نتایج ن شان میدهد که برای مقاومتهای کوچکتر از ۰/۵ میکرو اهم باید از خنک کننده با سرعت بیش از ۰/۵ متر بر ثانیه برای کنترل بهتر دما استفاده شود.

Keywords:

باتری لیتیوم یون , مدل , شدت تخلیه باتری , اتصال کوتاه , فلز مذاب , نانوسیال