ELEKTRİKLİ TAŞITLARDA KULLANILAN BATARYA MODÜLÜNÜN ISIL PERFORMANSININ SAYISAL VE DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HARUN DURSUN

Danışman: Gökhan Sevilgen

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Geleneksel içten yanmalı motora sahip araçlarla kıyaslandığında, elektrikli araçlarda iyileştirilebilir noktaların en önemlileri aracın menzili ve şarj süresidir. Bu iki ana noktanın iyileştirilmesi ve geliştirilmesi için dünya çapında çok çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Batarya performansını ve araç menzilini etkileyen en önemli parametrelerden biri, bataryanın ısıl performansıdır. Bataryalar, belirli sıcaklık aralıklarında daha verimli çalışmaktadır. Ancak bataryaların çalışma prensibi gereği ohmik dirençler ve entropik ısı değişimlerinden dolayı operasyon sırasında deşarj oranına bağlı olarak ısınma eğilimindedirler. Artan ısı ile beraber bataryaların çalışma sıcaklıklarının artması hem batarya kullanım verimini düşürmektedir hem de hücrelerin zarar görme olasığını ortaya çıkarır. Bu yüzden, batarya sistemlerinde hava ya da sıvı temelli soğutma sistemlerinden faydanılmaktadır. Ayrıca batarya sisteminde, batarya ve soğutma/ısıtma sistemine entegre halde çalışan ve bataryadan maksimum verimi elde etmeyi ve bataryanın zarar görmesini engellemeyi amaçlayan bir batarya ısıl yönetim sistemi kullanılabilmektedir. Bu çalışmada, ilk aşama olarak Ansys – Fluent programında çalışmada kullanılacak olan Toshiba LTO 23 Ah tekil batarya hücresi için batarya hücre modeli oluşturulmuştur. İkinci aşamada ise oluşturulan batarya hücre modeli ile tekil hücrenin farklı deşarj oranlarında (1 C-4 C) ısıl davranışları incelenmiştir. Üçüncü aşamada, bir batarya modülü olarak 2S2P şeklinde bağlanmış dörtlü hücrenin ısıl davranışları hakkında simülasyonlar yürütülmüştür. Dördüncü aşamada, dörtlü hücreye uygulanan klasik bir serpantin soğutucu ve yeni tasarlanan bir soğutucu plakanın ısıl davranışa etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Son aşamada ise yapılan sayısal çalışmaların validasyonu için çeşitli deneyler yapılmış ve sayısal sonuçlarla kıyaslanmıştır.