بررسی تاثیر اضافه نمودن نانوذرات تیتانیا به ماده تغییرفازدهنده سیستم ترکیبی خنک‌کاری باتری با شار حرارتی ثابت

Abstract

با گسترش استفاده از باتری‌های لیتیوم-یون در صنایع، افزایش دمای آنها به عنوان یک چالش شناخته شده است. در این تحقیق با تکمیل سیستم مدیریت حرارتی ترکیبی، تاثیر اضافه نمودن ذرات نانوتیتانیا به ماده تغییرفازدهنده پارافین روی عملکرد خنک‌کاری باتری در دو حالت توان حرارتی ثابت 5/4 و ۱۴ وات بررسی شده است. سیستم ترکیبی شامل نانوپارافین و فوم فلزی به همراه دو نوع سیال عامل آب و هوا است. نانوذرات در چهار درصدحجمی 1، 2، 3 و 4 با پارافین ترکیب شده‌اند. برای سیال عامل هوا، در حالتهای پارافین خالص و چهار ترکیب نانوپارافین، دمای باتری به ترتیب برابر °C 56.2 ، °C 51.8 ، °C 50.7 ، °C 49.3 و °C 48 بدست آمده است. لذا از بین موارد بررسی شده، حالت نانوپارافین 4 درصد حجمی بیشترین کاهش دمای باتری داشته که نسبت به حالت پارافین خالص، حدودا 17% است. در سیستم با سیال عامل آب و در عدد رینولدزهای 420؛ 600 و 720 ، با استفاده از فوم مسی و نانوپارافین، باتری به دمای پایدار به ترتیب °C 48؛ °C 46 و °C 44 رسیده که در مقایسه با حالت پارافین خالص، باعث کاهش دما به میزان 11%، 12% و 5/12% شده است. لذا با توجه به کم بودن ضریب هدایت حرارتی پارافین، افزودن نانوذرات باعث افزایش نرخ انتقال حرارت از باتری شده و گزینه مناسبی برای سیستم ترکیبی مورد مطالعه می‌باشد.