تحلیل عددی و تجربی پاسخ ارتعاشی پک باتری لیتیوم-یون و استخراج فرکانسهای طبیعی

این مقاله به بررسی پاسخ دینامیکی یک پک باتری لیتیوم یون تحت تاثیر ارتعاشات محیطی می پردازد. با توجه به کاربرد گسترده این پک ها در خودروهای الکتریکی و سیستم های ذخیره سازی انرژی و همچنین تاثیر مخرب ارتعاشات بر عملکرد و ایمنی آن ها در این تحقیق از دو روش عددی و تجربی بهره گرفته شده است. در بخش شبیه سازی عددی یک مدل سه بعدی دقیق از پک باتری با در نظر گرفتن همه اجزاء و اتصالات آن در نرم افزار آباکوس توسعه داده می شود و تحلیل مودال کامل برای استخراج فرکانس های طبیعی و شکل مودهای سیستم انجام می پذیرد. در بخش آزمون تجربی به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصل از شبیه سازی آزمون مودال با استفاده از چکش و شتاب سنج بر روی نمونه فیزیکی یک باتری در شرایط مرزی آزاد آزاد انجام می شود. مقایسه سیستماتیک نتایج حاصل از دو روش همخوانی قابل قبولی را بین داده های شبیه سازی و تجربی نشان می دهد به طوری که حداکثر اختلاف مشاهده شده در فرکانس های طبیعی اصلی کمتر از ۱۰ می باشد. این سطح از تطابق صحت و قابلیت اطمینان مدل ارائه شده را به خوبی نشان می دهد. مدل توسعه یافته در این پژوهش می تواند به عنوان ابزاری موثر در فاز طراحی اولیه برای بهینه سازی مکانیکی پک های باتری، پیش بینی رفتار دینامیکی و جلوگیری از پدیده های مخرب ارتعاشی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این مطالعه گامی مهم در جهت افزایش قابلیت اطمینان و ایمنی پک های باتری در محیط های عملیاتی محسوب می شود.

Keywords:

پک باتری لیتیوم یون , تحلیل مودال , آزمون ارتعاشی , فرکانس طبیعی , شبیه سازی المان محدود , اعتبار سنجی مدل