Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tez Danışmanı: Gökhan Sevilgen
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Bu çalışmada, yüksek enerji yoğunluklu lityum-iyon kese tipi batarya hücresinin elektriksel ve ısıl özellikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Tez kapsamında kullanılan hücrenin kapasitesi 73 Ah olup hacimsel enerji yoğunluğu 642 Wh/L'dir. Hem sabit hem de WLTP sürüş çevrimi ile dinamik koşullar altında hücre davranışının tahmin edilebilmesi için ikinci dereceden eş değer devre modelini referans alan elektro-termal model geliştirilmiştir. Sürüş çevrimi başlangıcında şarj durumu tam dolu olarak kabul edilen hücrenin çevrim sonunda SOC değeri %7 azalmıştır. Bulunan değer deneysel çalışma ile karşılaştırıldığında ±%0,45'lik bir fark ile bu parametrenin tahmin edilebildiği ve modelin yüksek doğrulukla çalıştığı anlaşılmaktadır. Geliştirilen model terminal gerilimini maksimum bağıl hata %2 ve regresyon analizi sonucu R^2 değeri 0,99 olacak şekilde tespit edebilmektedir. Ayrıca, girilen taşıt özellikleri ve batarya konfigürasyonu için geliştirilen matematiksel model sürüş çevriminin akım profilini ve iç direncin dinamik değişimini de hesaplayabilmektedir. Geliştirilen modelde sonlu farklar yöntemi kullanarak oluşturulan ısıl alt model ile batarya hücresinin ürettiği ısı ve entropik terim elde edilebilmektedir. Buna göre 1 C-rate sabit akım deşarjında bataryanın ürettiği ısı 6 W olarak bulunurken WLTP sürüş çevrimi için ısı değerinin ise 0.32 W olduğu tespit edilmiştir. Bununla beraber hücre karakteristikleri modellenerek Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizi gerçekleştirilmiştir. Buradan elde edilen sonuçlar da hem deneysel çalışma hem de geliştirilen model sonuçlarıyla uyum içerisinde olduğu ifade edilebilir. Sonuç olarak hücrenin elektriksel ve ısıl özelliklerinin belirlenmesi için geliştirilen matematiksel model sonuçlarının deneysel sonuçları çok küçük hata oranları ile tahmin edebiliyor olması nedeniyle farklı batarya konfigürasyonlarına sahip bir elektrikli taşıta modelin uyarlanabilmesi sağlanmıştır.