کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7736779 1497974 2014 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling of steady-state convective cooling of cylindrical Li-ion cells
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی خنک کنهای خنثی ثابت سلولهای لیتیم استوانه ای
کلمات کلیدی
باتری های لیتیوم یون، خنک کننده سازگار، مدیریت حرارتی، ایمنی، فرار حرارتی،
ترجمه چکیده
با این که باتری های لیتیوم یون دارای توان بالقوه برای ذخیره سازی انرژی عالی می باشند، از چندین نگرانی درمورد ایمنی عملیات رنج می برند. ردیابی دمای فراتر از یک حد مشخص شده برای یک باتری لیتیوم یون، یک ترتیب تجزیه و رها سازی را ایجاد می کند که می تواند حوادث فرار از گرما و شکست فاجعه بار را از بین ببرد. برای بهینه سازی روانهای خنک کنهای مایع یا هوا، مهم است که با دقت مدل واکنش گرمائی سلولهای یون لیتیوم را به خنک کنسانتره، بویژه در برنامه های ترمینال با سرعت بالا که در آن انتظار می رود تولید حرارت قابل توجهی باشد، مدل سازی کنید. در این مقاله راه حل های تحلیلی بسته شده برای پروفیل درجه حرارت پایدار در سلول یون لیتیوم استوانه ی سرد شده با روش اتصال ارائه شده است. این مدل ها برای هدایت حرارتی شدید غیر انحرافی از باتری های لیتیوم یونی استوانه ای به دلیل جمع آوری الکترود زاویه مارپیچ به حساب می آیند. نتایج مدل ها با افزایش آزمایش آزمایش شده افزایش دما در یک سلول تست حرارتی مطابقت دارد. نتایج نشان می دهد که بهبود هدایت حرارتی شعاعی و ضریب انتقال حرارت کناری محوری می تواند کاهش قابل توجه دما را به همراه داشته باشد. بهینه سازی باتری با استفاده از مدل تحلیلی مورد بحث قرار گرفته است، نشان دهنده وابستگی عملکرد حرارتی سلول به اندازه و نسبت ابعاد آن است. نتایج ارائه شده در این مقاله ممکن است در طراحی دقیق حرارتی و مدیریت حرارتی باتری های لیتیوم یون کمک کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه شیمی الکتروشیمی
پیش نمایش مقاله
مدل سازی خنک کنهای خنثی ثابت سلولهای لیتیم استوانه ای
چکیده انگلیسی
While Lithium-ion batteries have the potential to serve as an excellent means of energy storage, they suffer from several operational safety concerns. Temperature excursion beyond a specified limit for a Lithium-ion battery triggers a sequence of decomposition and release, which can preclude thermal runaway events and catastrophic failure. To optimize liquid or air-based convective cooling approaches, it is important to accurately model the thermal response of Lithium-ion cells to convective cooling, particularly in high-rate discharge applications where significant heat generation is expected. This paper presents closed-form analytical solutions for the steady-state temperature profile in a convectively cooled cylindrical Lithium-ion cell. These models account for the strongly anisotropic thermal conductivity of cylindrical Lithium-ion batteries due to the spirally wound electrode assembly. Model results are in excellent agreement with experimentally measured temperature rise in a thermal test cell. Results indicate that improvements in radial thermal conductivity and axial convective heat transfer coefficient may result in significant peak temperature reduction. Battery sizing optimization using the analytical model is discussed, indicating the dependence of thermal performance of the cell on its size and aspect ratio. Results presented in this paper may aid in accurate thermal design and thermal management of Lithium-ion batteries.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Power Sources - Volume 258, 15 July 2014, Pages 374-381
نویسندگان
, , , , , , ,