Üçgen Dizilim Geometrisine Sahip Batarya Paketlerinde Farklı Soğutucu Akışkanların Termal Etkilerinin Deneysel ve Sayısal Analizi

Authors : Ferhat Akkuş, Mehmet Zerrakki Işık

Pages : 1740-1755

Doi:10.29109/gujsc.1751828

View : 76 | Download : 106

Publication Date : 2025-12-22

Article Type : Research Paper

Abstract :Elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla birlikte batarya paketlerinde etkin termal yönetim ihtiyacı artmış, güvenli ve verimli enerji depolama sistemlerinin tasarımı önem kazanmıştır. Bu çalışmada, lityum-iyon batarya paketlerinin ısıl davranışı, su ve antifriz gibi farklı soğutucu akışkanlar kullanılarak hem deneysel hem de sayısal olarak analiz edilmiştir. İlk aşamada, eşkenar üçgen dizilimine sahip batarya modülü için sabit 10 ve 15 amper deşarj akımları altında, farklı debilerle deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, debi arttıkça sıcaklık artış hızının azaldığını ve antifrizin, özellikle düşük ve orta debi koşullarında suya kıyasla daha düşük sıcaklık farkları oluşturduğunu göstermiştir. Bu durum, antifrizin daha kararlı viskozite yapısı ve daha geniş kaynama aralığına sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Deneysel bulgular, akış alanlarının ve ısı transfer mekanizmalarının detaylı incelenebilmesi için sayısal çalışmalara temel oluşturmuştur. Bu kapsamda, deney düzeneğine karşılık gelen 1 borulu sistemin doğrulaması yapılarak, 2 ve 3 borulu konfigürasyonlar oluşturulmuş ve ANSYS Fluent yazılımı ile sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışmalarda, deneyde kullanılan aynı debi değerleri dikkate alınmış ve farklı borulu yapıların soğutma performansları karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda, hem soğutucu türünün hem de debi miktarının batarya sıcaklık kontrolü üzerinde doğrudan etkili olduğu görülmüştür. Antifriz, özellikle sınırlı debi koşullarında daha düşük sıcaklık artışları ile termal kontrol açısından üstün performans sergilemiştir. Sayısal analizler ise çok borulu yapıların daha homojen sıcaklık dağılımı sağladığını ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, batarya termal yönetim sistemlerinin tasarımında yalnızca akışkan tipi değil, aynı zamanda debi ve yapı konfigürasyonlarının da optimizasyonunun kritik öneme sahip olduğunu göstermiştir. Bu kapsamda çalışma, elektrikli araçlar için daha verimli ve güvenli batarya sistemlerinin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
Keywords : Elektrikli araçlar, Lityum iyon bataryalar, Batarya termal yönetim sistemleri, Sıvı soğutma, Uniform sıcaklık dağılımı

ORIGINAL ARTICLE URL