بهینه‌سازی سیستم مدیریت حرارتی باتری با استفاده از میکروکانال جاذب حرارت حاوی فوم فلزی و نانوسیال Al₂O₃ | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 5، دوره 58، شماره 2، 1405، صفحه 239-272 اصل مقاله (4.45 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2026.25783.7970 | ||
| نویسندگان | ||
| امیرحسین مصیبی؛ محمد قره‌خانی؛ محمدرضا حاج محمدی* | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، عملکرد یک سیستم مدیریت حرارتی باتری لیتیوم-یون مبتنی بر میکروکانال جاذب حرارت حاوی نانوسیال آب-Al₂O₃ (کسر حجمی%2) و فوم فلزی، در نرخ‌های تخلیه شارژ C3-C5 به‌صورت عددی بررسی شده است. سیستم باتری شامل چهار سلول باتری با ظرفیت 6/14 آمپرساعت و ابعاد 145×192×4/5 میلی‌متر است که به صورت سری به یکدیگر متصل شده است. سیستم خنک‌کاری شامل هفت میکروکانال افقی با مقطع 2×2 میلی‌متر و فواصل یکسان در سطح جاذب حرارت است. مدل‌سازی باتری با روش چندمقیاسی-چنددامنه‌ای و زیرمدل الکتروشیمیایی NTGK انجام شده و فوم فلزی بر پایه معادلات دارسی-برینکمن-فورشهایمر شبیه‌سازی شده است. در ابتدا، اثر طول و محل قرارگیری فوم فلزی بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی سیستم مدیریت حرارتی باتری بررسی شده است. مطابق نتایج، انتقال فوم فلزی به سمت انتهای میکروکانال، بدون افزایش محسوس افت فشار، باعث کاهش حداکثر دمای باتری تا۹٪ و بیشینه اختلاف دما تا ۴۸٪ نسبت به حالت قرارگیری فوم در نزدیکی ورودی می‌شود. در ادامه، طول فوم فلزی در هر میکروکانال به‌عنوان یک متغیر مستقل در بهینه‌سازی چندهدفه تعریف و طرح برتر با روش تاپسیس و وزن‌دهی آنتروپی انتخاب شده است. مطابق نتایج بهینه‌سازی، طول متفاوت فوم فلزی در هر میکروکانال، حداکثر دما و بیشینه اختلاف دمای باتری را به ترتیب 70٪ و 80٪ نسبت به حالت بدون خنک‌کاری کاهش داده و عملکرد سیستم را در مقایسه با طول‌های برابر به‌طور محسوسی بهبود می‌دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| باتری لیتیوم-یون؛ میکروکانال جاذب حرارت؛ فوم فلزی؛ نانوسیال Al2O3 | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 557 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 241 |
||