بررسی عددی تاثیر استفاده از ماده تغییر فاز دهنده بر خنک ‌کاری باتری لیتیوم-یونی خودروهای برقی

در مطالعه حاضر عملکرد روش های مختلف خنک ‌کاری شامل خنک‌ کاری جابجایی آزاد هوا، جابجایی اجباری هوا در حضور چاه حرارتی، جابجایی اجباری هوا به همراه ماده تغییر فاز دهنده پارافین، جابجایی اجباری هوا به همراه پارافین و فوم فلزی و جابجایی اجباری هوا به همراه پارافین، فوم فلزی و پره بر خنک سازی باتری لیتیوم-یون خودروهای برقی با استفاده از شبیه ‌سازی عددی بررسی شده است. نتایج نشان داد در زمانی که دمای باتری در وضعیت خنک ‌کاری با پارافین خالص از دمای مجاز 55 درجه سلسیوس عبور می ‌کند، برای پارافین با فوم فلزی و پارافین با فوم فلزی و پره، بیشینه دما به ترتیب برابر 39.3 و 36.1 درجه سلسیوس است. بنابراین فوم فلزی و فوم فلزی پره‌ دار در مدت زمان مشابه به ترتیب دما را 29% و 34% نسبت به پارافین خالص کاهش می‌ دهند و حتی پس از طی 21 چرخه کامل با تغییر نرخ حرارت تولیدی نیز دمای بیشینه از دمای مجاز بیشتر نمی ‌شود. در دمای نسبتاً بالا نیز استفاده از مواد تفییر فاز دهنده به همراه تقویت کننده‌ های رسانندگی باعث می‌ شود تا سیستم خنک کاری هیبریدی نسبت به سیستم خنک ‌کاری جابجایی اجباری-چاه حرارتی کارآمدتر باشد؛ به گونه ‌ای که گستره زمانی مجاز بیشتر از 11 برابر افزایش می‌ یابد.

numerical investigation of the effect of using phase change material on the cooling of lithium-ion batteries of electric vehicles

in this study, the performance of different cooling methods including natural air circulation cooling, forced air circulation in the presence of a heat sink, forced air circulation with paraffin as phase change material, forced air circulation with paraffin and metal foam and forced air circulation with paraffin, foam and fin on cooling of lithium-ion batteries of electric vehicles have been investigated using numerical simulation. the results showed that when the battery temperature in the state of cooling with pure paraffin exceeds the allowed temperature of 55 degrees celsius, for paraffin with metal foam and paraffin with metal foam and fins, the maximum temperature is 39.3 and 1.36 degrees celsius, respectively. is therefore, metal foam and finned metal foam reduce the temperature by 29% and 34% respectively in the same period of time compared to pure paraffin, and even after 21 complete cycles with the change of production heat rate, the maximum temperature does not exceed the allowed temperature. at a relatively high temperature, the use of phasing materials along with conductivity amplifiers makes the hybrid cooling system more efficient than the forced displacement-heat well cooling system; in such a way that the allowed time span increases more than 11 times.