Elektrikli bir aracın batarya soğutma sistemi tasarımı ve optimizasyonu

---

Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUHAMMED DÖNMEZ

Danışman: Mehmet İhsan Karamangil

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, elektrikli araç bataryalarının daldırmalı soğutma performansı, yaygın olarak kullanılan iki farklı hücre kimyasına sahip batarya modülleri için incelenmiştir. Bu kapsamda, biri 24 adet 2.5 Ah kapasiteli 18650 LiNiMnCoO2 (NMC) hücresinden, diğeri 10 adet 6 Ah kapasiteli 32700 LiFePO4 (LFP) hücresinden oluşan iki modül, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemiyle simüle edilmiştir. Latin Hiperküp Örnekleme (LHS), Taguchi yöntemi ve manuel oluşturulan toplamda 44 farklı tasarım çok amaçlı optimizasyon çalışmasında, 4C deşarj oranı ve 0.008 kg/s soğutucu akışkan debisinde ortalama hücre sıcaklığı ile basınç düşüşünün birlikte her iki modül içinde en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Optimum 18650 NMC modül tasarımı, temel tasarıma kıyasla ortalama hücre sıcaklığında 1,13 K'lık bir artış gösterirken, basınç düşüşünde %81,52 oranında azalma sağlamıştır. 32700 LFP modülünde ise ortalama hücre sıcaklığı 1,91 K artmış, ancak basınç düşüşü %88,32 oranında azaltılmıştır. Ayrıca, optimum 18650 NMC ile 32700 LFP modüllerinin aynı güç miktarında deşarj edilmeleri durumunda 32700 LFP modülünün soğutma sisteminin termal-akış performansının daha iyi olduğu gösterilmiştir. Ayrıca 32700 LFP modülü için, çeşitli deşarj oranı (1C–4C) ve debi (0.0001–0.008 kg/s) aralığında Batarya Termal Yönetim Sistem (BTYS) performansı HAD incelenmiş ve elde edilen verilerle eğitilen yapay sinir ağı (YSA) modeli ortalama sıcaklık tahmininde yüksek doğruluk (R > 0.99) sergilemiştir.