بهینه سازی آرایش سلول ها در یک بسته باتری صنعتی لیتیوم-یون 18650 با سامانه مدیریت حرارتی هواخنک

در این مقاله، چیدمان سلول ‌ها در یک مجموعه باتری لیتیومی با مشخصات صنعتی جهت مدیریت بهینه حرارتی آن توسط یک سامانه هواخنک مورد مطالعه قرار می گیرد. تاثیر فاصله بین سلول ‌ها بر حداکثر و یکنواختی توزیع دما، و کاهش توان مصرفی خنک‌ کاری به عنوان اهداف بهینه‌ سازی به طور مفصل مطالعه می ‌گردد. با کاهش فاصله بین باتری ‌ها، دمای سلول ‌ها از یک طرف، و یکنواختی دما و بازده خنک ‌کاری مجموعه از طرف دیگر کاهش می‌ یابد. همچنین افزایش تعداد سلول ‌ها در ابتدا باعث افزایش راندمان خنک‌ کاری می‌ گردد اما بعد از یک حد معین، منجر به کاهش این راندمان می‌ شود.

optimization of 18650 cells arrangement in a commercial lithium-ion battery pack with an air-cooling thermal management system

in this paper, we optimize the arrangement of cells in a lithium-ion battery pack using an air-cooling thermal management system under operating conditions in transportation applications. the thermal and electrochemical behavior of battery cells is modeled using the quasi-two-dimensional approach by newman’s method. the effects of inter-cellular distance on the maximum temperature, and on the temperature distribution in the pack as the target variables are thoroughly investigated. a suitable range for the above distances are then determined in order to reduce the overall cooling power and the expected thermal performance of the pack. according to this study, by reducing the distance between the batteries, the temperature of the cells decreases. however, this reduction in the distance also reduces the battery pack’s temperature uniformity and cooling efficiency. the results of the temperature distribution are investigated, analyzed, and discussed. finally, by examining the effect of the number of pack cells on the cooling efficiency, it is shown that increasing the number of cells initially increases the cooling efficiency; however, after a certain limit, it leads to a decrease in the cooling efficiency.