ახალი ენერგომობილების გაყიდვებისა და მფლობელობის ზრდასთან ერთად, დროდადრო ხდება ახალი ენერგომობილების ხანძრის შემთხვევებიც. თერმული მართვის სისტემის დიზაინი წარმოადგენს შემაფერხებელ პრობლემას, რომელიც ზღუდავს ახალი ენერგომობილების განვითარებას. სტაბილური და ეფექტური თერმული მართვის სისტემის შექმნას დიდი მნიშვნელობა აქვს ახალი ენერგომობილების უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად.
ლითიუმ-იონური ბატარეის თერმული მოდელირება ლითიუმ-იონური ბატარეის თერმული მართვის საფუძველია. მათ შორის, სითბოს გადაცემის მახასიათებლების მოდელირება და სითბოს გენერაციის მახასიათებლების მოდელირება ლითიუმ-იონური ბატარეის თერმული მოდელირების ორი მნიშვნელოვანი ასპექტია. ბატარეების სითბოს გადაცემის მახასიათებლების მოდელირების არსებულ კვლევებში, ლითიუმ-იონურ ბატარეებს ანიზოტროპული თბოგამტარობის მქონედ მიიჩნევენ. ამიტომ, ლითიუმ-იონური ბატარეების ეფექტური და საიმედო თერმული მართვის სისტემების შესაქმნელად დიდი მნიშვნელობა აქვს სხვადასხვა სითბოს გადაცემის პოზიციებისა და სითბოს გადაცემის ზედაპირების გავლენის შესწავლას ლითიუმ-იონური ბატარეების სითბოს გაფრქვევასა და თბოგამტარობაზე.
კვლევის ობიექტად გამოყენებული იქნა 50 ამპერსაათიანი ლითიუმ-რკინის ფოსფატის აკუმულატორის უჯრედი, რომლის სითბოს გადაცემის მახასიათებლები დეტალურად იქნა გაანალიზებული და შემოთავაზებული იქნა თერმული მართვის ახალი დიზაინის იდეა. უჯრედის ფორმა ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში, ხოლო კონკრეტული ზომის პარამეტრები ნაჩვენებია ცხრილ 1-ში. ლითიუმ-იონური აკუმულატორის სტრუქტურა ზოგადად მოიცავს დადებით ელექტროდს, უარყოფით ელექტროდს, ელექტროლიტს, გამყოფს, დადებით ელექტროდის გამტარს, უარყოფით ელექტროდის გამტარს, ცენტრალურ ტერმინალს, საიზოლაციო მასალას, დამცავ სარქველს, დადებით ტემპერატურის კოეფიციენტს (PTC)(PTC გამაგრილებლის გამაცხელებელი/PTC ჰაერის გამათბობელი) თერმისტორი და აკუმულატორის კორპუსი. გამყოფი მოთავსებულია დადებით და უარყოფით პოლუსებს შორის, ხოლო აკუმულატორის ბირთვი ყალიბდება დახვევით ან პოლუსების ჯგუფი ყალიბდება ლამინირებით. მრავალშრიანი უჯრედის სტრუქტურა გაამარტივეთ იმავე ზომის უჯრედის მასალად და ჩაატარეთ უჯრედის თერმოფიზიკური პარამეტრების ექვივალენტური დამუშავება, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში. აკუმულატორის უჯრედის მასალა ითვლება კუბოიდურ ერთეულად ანიზოტროპული თბოგამტარობის მახასიათებლებით და დაწყობის მიმართულების პერპენდიკულარული თბოგამტარობა (λz) დაყენებულია დაწყობის მიმართულების პარალელურად თბოგამტარობაზე (λx, λy) ნაკლები.
(1) ლითიუმ-იონური ბატარეის თერმული მართვის სქემის სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრეზე გავლენას მოახდენს ოთხი პარამეტრი: სითბოს გაფრქვევის ზედაპირის პერპენდიკულარული თბოგამტარობა, სითბოს წყაროს ცენტრსა და სითბოს გაფრქვევის ზედაპირს შორის მანძილი, თერმული მართვის სქემის სითბოს გაფრქვევის ზედაპირის ზომა და სითბოს გაფრქვევის ზედაპირსა და გარემოს შორის ტემპერატურული სხვაობა.
(2) ლითიუმ-იონური ბატარეების თერმული მართვის დიზაინისთვის სითბოს გაფრქვევის ზედაპირის შერჩევისას, შერჩეული საკვლევი ობიექტის გვერდითი სითბოს გადაცემის სქემა უკეთესია ქვედა ზედაპირის სითბოს გადაცემის სქემაზე, მაგრამ სხვადასხვა ზომის კვადრატული ბატარეებისთვის, საუკეთესო გაგრილების ადგილმდებარეობის დასადგენად, აუცილებელია სხვადასხვა სითბოს გაფრქვევის ზედაპირის სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრის გამოთვლა.
(3) ფორმულა გამოიყენება სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრის გამოსათვლელად და შესაფასებლად, ხოლო რიცხვითი სიმულაცია გამოიყენება შედეგების სრულად თანმიმდევრულობის დასადასტურებლად, რაც მიუთითებს, რომ გაანგარიშების მეთოდი ეფექტურია და შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც საცნობარო კვადრატული უჯრედების თერმული მართვის დიზაინის შექმნისას.（BTMS)
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 27 აპრილი
