پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شماره‌ها | 631 |
| تعداد مقالات | 9,286 |
| تعداد مشاهده مقاله | 67,841,036 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,906,624 |
Cooling Performance Enhancing by Employing Hybrid Pin-Blade Fin Geometry with Constant Weight for Prismatic Lithium-Ion Batteries | ||
| Journal of Heat and Mass Transfer Research | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 25 خرداد 1404 | ||
| نوع مقاله: Full Length Research Article | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jhmtr.2025.36024.1645 | ||
| نویسندگان | ||
| Somayeh Jalalichaleshtori؛ Ghanbarali sheikhzadeh* | ||
| Mechanical Engineering, KASHAN University, KASHAN, Iran. | ||
| تاریخ دریافت: 05 آذر 1403، تاریخ بازنگری: 20 خرداد 1404، تاریخ پذیرش: 25 خرداد 1404 | ||
| چکیده | ||
| This research introduces a novel hybrid pin-blade fin architecture for lithium-ion battery thermal management systems, strategically integrating complementary fin geometries to overcome the traditional thermal-hydraulic performance trade-off. Through comprehensive 3D CFD simulations, the hybrid design achieves remarkable dual improvement: maintaining battery temperatures below 21.5°C during 5C discharge (1°C lower than conventional designs) while reducing pressure drop by 30% compared to equivalent pin-fin configurations. The investigation reveals that smaller pin diameters (2.5mm) provide superior thermal performance, while higher blade angles (80°) significantly reduce hydraulic resistance. By combining these optimal features, the hybrid architecture delivers exceptional cooling efficiency while requiring 7% less aluminum and 66% less coolant than benchmark designs. Quantitative analysis shows that reducing pin diameters from 10mm to 2.5mm decreases maximum battery temperature by 0.3°C, while optimizing blade orientation angles can reduce pressure drop by up to 65 Pa at 0.2 L/min flow rate. The innovative cooling plate achieves rapid thermal stabilization within 150 seconds and sustains temperature uniformity across the battery surface. This breakthrough approach resolves the long-standing dilemma between thermal regulation and hydraulic penalties in battery cooling systems, establishing a new standard for high-performance, material-efficient thermal management in electric vehicle applications. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Hybrid fin architecture؛ Hydraulic efficiency؛ Prismatic lithium-ion battery؛ Cold plate؛ Battery thermal management system (BTMS)؛ Computational fluid dynamics (CFD) | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| بهبود عملکرد خنک کاری باتری لیتیوم یون منشوری با استفاده از هندسه فین پره-پین با وزن ثابت | ||
| چکیده [English] | ||
| این تحقیق یک معماری نوآورانه پره هیبریدی پین-تیغه را برای سیستم های مدیریت حرارتی باتری های لیتیوم-یون معرفی می‌کند که با ادغام هوشمندانه هندسه های پره مکمل، مانع از تبادل سنتی عملکرد حرارتی-هیدرولیکی می‌شود. از طریق شبیه‌سازی‌های جامع سه‌بعدی سیالات محاسباتی (CFD)، طراحی هیبریدی به بهینه‌سازی دوگانه فوق‌العاده دست می‌یابد: حفظ دمای باتری زیر 21.5 درجه سانتی‌گراد در طول تخلیه (1درجه سانتی‌گراد کمتر از طراحی‌های متداول) در حالی که افت فشار را 30% نسبت به پیکربندی های معادل پره پین کاهش می‌دهد. این بررسی نشان می‌دهد که قطرهای پین کوچک‌تر (2.5 میلی‌متر) عملکرد حرارتی برتری ارائه می‌دهند، در حالی که زوایای تیغه بالاتر (80 درجه) مقاومت هیدرولیکی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند. با ترکیب این ویژگی‌های بهینه، معماری هیبریدی کارایی خنک‌کنندگی استثنایی را ارائه می‌دهد در حالی که نیاز به 7% کمتر آلومینیوم و 66% کمتر سیال خنک‌کننده نسبت به طراحی‌های مرجع دارد. تحلیل کمی نشان می‌دهد که کاهش قطر پین از 10 میلی‌متر به 2.5 میلی‌متر، دمای حداکثر باتری را 0.3 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌دهد، در حالی که بهینه‌سازی زوایای جهت‌گیری تیغه می‌تواند افت فشار را تا 65 پاسکال در نرخ جریان 0.2 لیتر بر دقیقه کاهش دهد. صفحه خنک‌کننده نوآورانه به ثبات حرارتی سریع در مدت 150 ثانیه و یکنواختی دمایی پایدار در سطح باتری دست می‌یابد. این رویکرد، مسئله دیرینه بین تنظیم حرارتی و تلفات هیدرولیکی در سیستم های خنک‌کننده باتری را حل می‌کند و هندسه جدیدی را برای مدیریت حرارتی با کارایی بالا و کارآمد از نظر مواد در کاربردهای خودروهای الکتریکی ایجاد می‌کند. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| معماری پره هیبریدی, کارایی هیدرولیکی, باتری یون-لیتیوم پریسماتیک, صفحه سرد, سیستم مدیریت حرارتی باتری (BTMS), دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 6 |
||