18650/21700, prizmatik ve pouch hücreler için elektrokimyasal–ısıl eşdeğer modelleri CFD/FEA ile birleştiririz. Modül/ paket düzeyinde hava veya sıvı soğutma, TIM ve soğutucu plakalar birlikte çözülür. Hızlı şarj, yüksek C deşarj, dengesizlik ve arıza senaryolarında maksimum hücre sıcaklığı ve hücreler arası ΔT sınırları raporlanır. Termal runaway geciktirme/izolasyon çözümlerinin etkisi sayısal olarak test edilir. Hedef; güvenlik, çevrim ömrü ve verimi birlikte optimize etmektir.
Öne Çıkanlar
- Hücre ısı üretimi (ohmik + entropik) entegrasyonu
- Hava/sıvı soğutma kanalları ve manifolt dengesi
- ΔT minimizasyonu, kontrol stratejisi (PWM/valf)
- Runaway yayılımı ve bariyer etkileri
- Basınç kaybı–soğutma gücü–enerji tüketimi dengesi
Kapsam ve Yaklaşımımız
Batarya modül ve paketlerinin termal davranışı; güvenlik, çevrim ömrü ve performans açısından kritik öneme sahiptir. Hücre içi ısı üretimi, akım profiline, iç direnç ve kimyaya bağlı olarak değişkenlik gösterir; bu ısı hücreden modül, modülden paket seviyesine iletim ve konveksiyonla taşınır. Çalışmalarımızda silindirik (18650/21700), prizmatik veya pouch hücreler için elektrokimyasal-ısıl eşdeğer modeller ile 3B CFD/FEA tabanlı çok-bölgeli (katı–akışkan) çözümleri birleştiriyoruz.
Hücre bazında ısı üretimi (entropik + ohmik) Drive Cycle benzeri zamana bağlı akım profilleriyle içeri alınır; modül içindeki hava/sıvı soğutma kanalları, termal arayüz malzemeleri (TIM), soğutucu plakalar, soğutma devresi ve paketin dış muhafazası birlikte modellenir. Fan/sıvı pompası karakteristikleri ve kontrol stratejileri (PWM/valf) çalışma noktası analizine dâhil edilir. Kritik senaryolar—hızlı şarj, yüksek C deşarj, dengesiz hücreler, soğutma devresi arızası—ayrı ayrı değerlendirilerek en yüksek hücre sıcaklığı ve hücreler arası sıcaklık farkı (ΔT) sınırları raporlanır.
Emniyet açısından termal runaway tetiklenme penceresi, modül içi ısı yayılımı ve geciktirme önlemleri (yangın bariyeri, gaz tahliye kanalı) üzerinde sayısal denemeler yapılır. Tasarım optimizasyonunda kanal kesiti ve dizilimi, manifolt dengesi, plakada türbülans artırıcı unsurlar, TIM kalınlığı ve kompresyon basıncı gibi parametreler duyarlılık analizleriyle seçilir. Sonuçlar; hücre yüzey ve iç katman sıcaklık dağılımları, akış alanı, basınç kaybı, soğutma gücü ve enerji tüketimi ile birlikte teslim edilir. Bu yaklaşım, hem prototip sayısını azaltır hem de ömür testi ve güvenlik doğrulamasına giden yolda doğru ön-seçimleri mümkün kılar.
Analiz Görselleri
