مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ انگلیسی

Multi-objective Optimization of Fin Structures for a Hybrid PCM-Forced Air Battery Thermal Management System

Multi-objective Optimization of Fin Structures for a Hybrid PCM-Forced Air Battery Thermal Management System

چکیده مقاله

Lithium ion batteries LIBS require effective thermal management to prevent degradation and thermal runaway, with safe operation typically maintained between 20 60°C This study focused on the multi objective optimization of a hybrid Battery Thermal Management System BTMS for 18650 cylindrical LIBS A semi elliptical Phase Change Material PCM , with RT35HC material, arrangement with an aluminum shell was proposed to enhance heat dissipation, particularly from the battery's leeward side Recognizing the low thermal conductivity of the PCM 0 2 W/m K , seven distinct aluminum fin structures were designed to improve heat transfer and were compared to a base geometry without fins Numerical simulations utilizing ANSYS Fluent, evaluated these geometries under a 5C discharge rate, equivalent to a 325,733 19 W/m³ heat generation rate The simulations employed a 2 m/s inlet air velocity and a 25°C ambient temperature The primary optimization objectives, pursued through the TOPSIS multi objective optimization method, were to minimize both the system weight and the maximum cell temperature at the end of a discharge cycle All hybrid BTMS designs successfully maintained battery temperatures below 40°C, well within the safe operating range, and demonstrated significantly enhanced heat transfer and increased PCM liquid fraction compared to non finned systems Through this optimization, Geometry 3 was identified as the optimal design, featuring three 4 mm long fins This optimal configuration achieved a maximum battery temperature of 37 83°C and a total system mass of 5 92 g This research successfully demonstrates a robust and lightweight BTMS capable of significantly mitigating thermal runaway risks and extending battery performance and lifespan Future work should expand this methodology to multi cell battery packs and investigate performance under dynamic operating conditions

کلیدواژه‌ها

Lithium-ion battery (LIB) Optimization Fin Lithium ion battery LIB Battery Thermal Management System BTMS Phase Change Material PCM

نویسندگان

تصویر Elina Firoozi

Elina Firoozi

School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran

تصویر Ehsan Houshfar

Ehsan Houshfar

School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran

شیوه ارجاع

Firoozi, Elina and Houshfar, Ehsan,1404,Multi-objective Optimization of Fin Structures for a Hybrid PCM-Forced Air Battery Thermal Management System,2nd International Conference on Modern Power Trains,Tehran

ارائه‌شده در

پوستر مجموعه مقالات دومین همایش بین المللی قوای محرکه نوین مجموعه مقالات دومین همایش بین المللی قوای محرکه نوین22 مهر 1404 · تهران
ادامه مسیر پژوهش

مقالات مرتبط

مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۱۹۸ مشاهده

مطالعه در خصوص تاثیر ابعاد و معماری رادیاتور بر روی خنک کاری قوای محرکه

در این پژوهش تاثیر تغییرات پارامترهای هندسی بر عملکرد رادیاتور در سیستم خنک کاری یک خودروی سدان با ظرفیت…

سیستم خنک کارینرخ انتقال حرارتبهینه سازی رادیاتور
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۱۹۲ مشاهده

مروری بر سیستم های مدیریت حرارتی باتری های لیتیوم-یون: تحلیل استراتژی های خنک کاری هوا، مایع و مواد تغییر فاز دهنده

امروزه باتری های لیتیوم یون به دلیل مزایای متعدد به جزء اصلی خودروهای الکتریکی تبدیل شده اند؛ با این حال…

مدیریت حرارتیخودروی الکتریکیباتری لیتیوم یونی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۱۹۰ مشاهده

بهینه سازی مسیریابی و زمان بندی ذخیره ساز انرژی سیار هوشمند چندمنظوره در شبکه های ترکیبی برق و حمل ونقل

با گسترش روزافزون خودروهای برقی EVs و نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر شبکه های توزیع با چالش های جدیدی در زمی…

توان به شبکهخودرو برقیسیستم ذخیره سازی انرژی سیار
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۱۷۹ مشاهده

ارزیابی کالیبراسیون سطح خودروی موتور با در نظر گرفتن آلایندگی سطح

کالیبراسیون موتور فرایندی جهت یافتن بهینه ترین حالت کاری موتور در نقاط کاری آن جهت برآوردن همزمان انتظار…

مصرف سوختآلایندگیدرجه آزادی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۱۷۷ مشاهده

تحلیل عددی عملکرد پایدار آب شیرین کن ترکیبی رطوبت زن - رطوبت گیر و اسمز معکوس در مقیاس کوچک با بهره گیری از انرژی خورشیدی و باتری

آب شیرین کن ها نقش مهمی در تامین آب آشامیدنی در مناطق خشک و نیمه خشک دارند در این میان سیستم های ترکیبی…

رطوبت زنرطوبت گیراسمز معکوس
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۱۷۴ مشاهده

مروری بر مدل سازی مبتنی بر داده در خودروهای پلاگین هیبرید

با توجه به اهمیت روزافزون برقی سازی ناوگان خودروهای سواری، خودروهای پلاگین هیبرید که راهکاری میانی برای…

موتور درون سوزخودروی پلاگین هیبریدPHEV