مطالعه تجربی ترکیب روش‌های خنک‌سازی هوا و ترموالکتریک برای افزایش زمان کارکرد و کاهش دمای باتری لیتیوم یونی

باتری‌های شارژی نقش جدانشدنی در زندگی امروزی دارند. نگهداری و افزایش طول عمر آنها از چالش‌های بشر بوده است. در این مقاله با بررسی و ترکیب روش خنک‌سازی با هوا و ماژول‌های ترموالکتریک سعی در انتقال بهتر حرارت باتری برای کاهش دمای سطح آن شده است. تاثیر دما و نرخ تخلیه‌های متفاوت در این مقاله بررسی شده است. مجموعه باتری ساخته شده از جنس بلوک آلومینیومی به ابعاد 6*10*30 سانتیمتر بوده است. تعداد 48 عدد سلول باتری لیتیوم یونی بر روی آن قرار داده شده است. نحوه‌ی قرارگیری این سلول‌ها به شکل 4 ردیف 12 تایی بوده است. با توجه به ظرفیت 2200 میلی آمپر ساعتی و ولتاژ 7/3 ولتی، حداکثر توان مجموعه 390 وات بیان شده است. فن در فاصله 60 سانتیمتری از مجموعه قرار گرفته است. سرعت برخورد باد با مجموعه، برابر2/1 متر بر ثانیه بوده است. در حالت استفاده از فن و ماژول ترموالکتریک مدت زمان کارکرد مجموعه 1/17 درصد نسبت به حالت بدون استفاده از فن و ماژول ترموالکتریک افزایش داشته است و از 1900 ثانیه به 2300 ثانیه رسیده است. دمای سطح مجموعه در حالت استفاده همزمان از فن و ماژول 2 درجه کاهش پیدا کرده است. میزان انتقال حرارت بوسیله سیستم خنک‌کاری فن و ماژول ترموالکتریک 2/15 درصد نسبت به حالت بدون فن و ماژول بهبود پیدا کرده است. عدد ناسلت در حالت ترکیبی نسبت به حالت پایه 2/14 درصد رشد پیدا کرده است. با مقایسه نتایج آزمایشات، مناسب بودن این روش خنک‌سازی در جهت انتقال حرارت بهتر مجموعه تایید شده است.

experimental study of combination of air and thermo-electric cooling methods to increase the operating time and reduce the temperature of the lithium ion battery

rechargeable batteries have an inseparable role in today’s life, maintaining and increasing their lifespan has been one of the challenges of mankind. in this article, by examining and combining air cooling and thermoelectric modules,. the effect of temperature and different discharge rates is investigated in this article. the battery pack was made of aluminum block with dimensions of 30x10x6 cm. 48 lithium ion battery cells are placed on it. the arrangement of these cells was in the form of 4 rows in 12 columns. considering the capacity of 2200 mah and the voltage of 3.7 volts, the maximum power of the set is 390 wh. the fan is placed at a distance of 60 cm from the set. the speed of the wind facing the pack was equal to 1.2 m/s. in the mode of simultaneous use of the fan and the thermoelectric module, the operating time has increased by 17.1% compared to the mode without the use of the fan and the thermoelectric module, and has reached 1900 seconds to 2300 seconds. the surface temperature of the set has decreased by 2 degrees in the mode of simultaneous use of the fan and the module. the amount of heat transfer by fan cooling system and thermoelectric module has improved by 15.2% compared to the case without fan and module. the nusselt number has grown by 14.2% in the combined state compared to the basic state. by comparing the results the suitability of this cooling method has been confirmed.