کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6689785 501892 2014 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Numerical investigation of thermal behaviors in lithium-ion battery stack discharge
ترجمه فارسی عنوان
بررسی عددی رفتار حرارتی در ترمینال باتری لیتیوم یون
کلمات کلیدی
پشته یون لیتیوم، مدیریت حرارتی، میزان تخلیه، مواد تغییر فاز، توزیع دما،
ترجمه چکیده
مدیریت حرارتی برای حفظ عملکرد و طول عمر باتری لیتیوم یون (لیتیوم یون) بسیار مهم است. در این مقاله یک مدل دو بعدی و گذرا برای مدیریت حرارتی یک پشته 20 بطری پلاستیکی ساخته شده است که به دنبال آن شبیه سازی های عددی جامع برای بررسی تأثیرات دمای محیط، تعداد رینولدز و میزان تخلیه بر روی توزیع دما در پشته با مواد خنک کننده مختلف. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که معمولا خنک کننده مایع در کاهش دمای نسبت به مواد تغییر فاز موثر است، در حالی که این می تواند منجر به توزیع درجه حرارت بیشتر همگن شود. تخلیه سریع و عمیق باید اجتناب شود، که به طور کلی درجه حرارت بالا را از حد مجاز بدون توجه به مواد خنک کننده تولید می کند. در دمای کم یا حتی پایین دمای محیط، خنک سازی هوا بیش از خنک مایع ترجیح داده می شود زیرا گرما نیاز دارد تا جای خالی نگهداشته شود. چنین تغییری هنگامی رخ می دهد که دمای محیط به سطح خفیف افزایش یابد. اثرات تعداد رینولدز در خنک مایع ظاهری، اما در هوای خنک کننده ناچیز است. انتخاب مواد و استراتژی مناسب خنک کننده مخصوصا در دمای پایین و موارد تخلیه سریع بسیار مهم است. این یافته ها درک رفتار حرارتی باتری را بهبود می بخشد و دستورالعمل های کلی سیستم مدیریت حرارتی را ارائه می دهد. مدل فعلی نیز می تواند در توسعه سیستم کنترل برای بهینه سازی رفتار حرارتی باتری استفاده شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
پیش نمایش مقاله
بررسی عددی رفتار حرارتی در ترمینال باتری لیتیوم یون
چکیده انگلیسی
Thermal management is critically important to maintain the performance and prolong the lifetime of a lithium-ion (Li-ion) battery. In this paper, a two-dimensional and transient model has been developed for the thermal management of a 20-flat-plate-battery stack, followed by comprehensive numerical simulations to study the influences of ambient temperature, Reynolds number, and discharge rate on the temperature distribution in the stack with different cooling materials. The simulation results indicate that liquid cooling is generally more effective in reducing temperature compared to phase-change material, while the latter can lead to more homogeneous temperature distribution. Fast and deep discharge should be avoided, which generally yields high temperature beyond the acceptable range regardless of cooling materials. At low or even subzero ambient temperatures, air cooling is preferred over liquid cooling because heat needs to be retained rather than removed. Such difference becomes small when the ambient temperature increases to a mild level. The effects of Reynolds number are apparent in liquid cooling but negligible in air cooling. Choosing appropriate cooling material and strategy is particularly important in low ambient temperature and fast discharge cases. These findings improve the understanding of battery stack thermal behaviors and provide the general guidelines for thermal management system. The present model can also be used in developing control system to optimize battery stack thermal behaviors.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Energy - Volume 132, 1 November 2014, Pages 288-297
نویسندگان
, , , , ,