بهبود خنك‌كاري مجموعه باتري ليتيوم-يون استوانه‌اي با استفاده از نانوسيال در كانال‌هاي موجي و پلكاني و غلاف مسي

به‌منظور بهبود سيستم مديريت حرارتي براي خنك‌كاري يك مجموعه باتري خودروهاي برقي، عملكرد حرارتي مجموعه باتري‌ها در دو حالت شارژ و تخليۀ شارژ در شرايط كاري مختلف با به‌كارگيري غلاف مسي در اطراف باتري‌ها و صفحۀ مسي و نيز يك كانال پلكاني در بالاي مجموعه باتري و استفاده از نانوسيال به‌عنوان سيال خنك‌كاري. با استفاده از شبيه‌سازي عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل حرارتي براي مجموعه باتري با تعداد 71 عدد باتري ليتيوم-يون استوانه‌اي مدل 18650 بررسي و رفتار حرارتي مجموعه باتري مطالعه شده است؛ همچنين اثر متغيرهايي نظير نرخ جريان الكتريكي در دو فرايند شارژ و تخليۀ شارژ، دبي جريان سيال، اضافه كردن نانو ذرات اكسيد مس به سيال پايۀ آب، تغيير سطح تماس ميان باتري‌هاي همسايه و ايجاد كانال موجي براي باتري‌ها مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج شبيه‌سازي عددي اثر مفيد سيستم خنك‌كاري را تأييد مي‌كند. نتايج شبيه‌سازي حاكي از آن است كه افزايش نرخ جريان الكتريكي باعث افزايش دما و كاهش يكنواختي توزيع دما در مجموعه باتري مي‌شود. بدين منظور برخي تغييرات صورت گرفته است تا عملكرد حرارتي باتري بهبود يابد. افزايش درصد حجمي نانوذرات باعث پايين آمدن دماي بيشينه و اختلاف دما در مجموعه باتري شده و منجر به بهبود عملكرد حرارتي سيستم خنك‌كاري مي‌شود. همچنين افزايش دبي جريان سيال باعث كاهش بيشينۀ دما و بهبود يكنواختي دما در مجموعه باتري مي‌شود. با افزايش دبي ورودي سيال خنك‌كن، به‌ترتيب 7.7 و 12.5 درصد كاهش در بيشينۀ دما و اختلاف دما در فرايند تخليۀ شارژ در مجموعه باتري مشاهده مي‌شود. در نهايت افزايش سطح تماس ميان باتري‌ها و كانال موجي از 37 درجه به 57 درجه مي‌تواند به ميزان 5.2 و 52.3 درصد به‌ترتيب بر كاهش اختلاف دما و دماي بيشينه در مجموعه باتري تأثير بگذارد، ولي بر يكنواختي دما در مجموعه اثر نامطلوب دارد.