Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorKöksal, Murat
dc.contributor.authorTekin, Altay
dc.date.accessioned2023-12-12T12:10:26Z
dc.date.issued2023
dc.date.submitted2023-06-21
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/34320
dc.description.abstractIn this thesis, the performance and thermal behavior of a commercial lithium-ion battery were investigated experimentally at low temperatures. Identical batteries are subjected to 0.5C and 1.0C charge-discharge at three different temperature settings (25°C, 4°C and -20°C). Furthermore, an in-house 1-D electrochemical-3-D thermal coupled model was utilized to simulate the low temperature conditions along with the charge-discharge tests. Experiments conducted with a battery test system show that as the temperature decreases, the available capacity of the lithium-ion batteries decreases, and heat generation inside the battery increases. The model is able to predict battery voltage and surface temperature at room temperature. However, as the operating temperature gets lower, the discrepancy between the model and the experimental data begins to increase. At low temperatures, the electrochemical properties of the lithium-ion batteries change drastically. To capture the effects of varying temperature dependent parameters, a sensitivity analysis was performed comparing the 1C experimental discharge data at -20°C with the model predictions. The sensitivity analysis indicates that decreasing temperature has negative effect especially on the electrolyte transport properties. It is demonstrated that while changing the electrolyte diffusion coefficient, electrolyte transport number, SEI film resistance, and the specific heat capacity of the battery have the largest impact on the battery voltage and temperature predicted by the model, electrode diffusion coefficient, electrolyte ionic conduction coefficient, and reaction rate constants have less impact. Results also show that the temperature dependent characterization of the model parameters is crucial for more accurate predictions.tr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectLithium-ion batteries
dc.subjectElectrochemical-thermal coupled model
dc.subjectSensitivity analysis
dc.subjectBattery properties
dc.subjectLow temperature
dc.titleThermal Behavior and Performance of Lithium-ion Batteries at Low Temperaturestr_TR
dc.title.alternativeLıtyum İyon Pıllerın Düşük Sıcaklıklardakı Isıl Davranışı ve Performansıtr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetBu tezde bir ticari lithum iyon pillerin düşük sıcaklıklarda performansı ve ısıl davranışı deneysel olarak incelenmiştir. Özdeş piller üç farklı sıcaklık ortamında 0.5C ve 1.0C şarj ve deşarja tabii tutulmuştur. Ayrıca, düşük sıcaklık koşullarını benzetimlemek için şarj-deşarj deneylerinin yanısıra kurum içi bir 1—B elektrokimyasal-3-B termal birleşik model kullanılmıştır. Bir pil test sistemi ile yapılan deneyler, sıcaklık düştükçe lityum iyon pillerin kapasitesi düşmekte ve pilin içindeki ısı üretimi artmakta olduğunu gösterdi. Model, oda sıcaklığında batarya voltajı ve yüzey sıcaklığını tahmin edebildi. Ancak, çalışma sıcaklığı azaldıkça, model ve deney sonuçları arasındaki hata artmaya başladı. Düşük sıcaklıklarda, lityum-iyon bataryaların elektrokimyasal özellikleri önemli ölçüde değişir. Sıcaklığa bağlı parametrelerin değişimlerinin etkilerini yakalayabilmek için -20°C’deki 1C deşarj deneyi verisi ile model tahminlerini karşılaştırarak bir duyarlılık analizi yapıldı. Duyarlılık analizi, sıcaklığı azaltmanın özellikle elektrolit taşıma özellikleri üzerinde kötü bir etkiye sahip olduğunu gösterdi. Elektrolit difüzyon katsayısının, elektrolit taşıma sayısının, SEI film direncinin ve pilin özgül ısı kapasitesinin değişimi, model tarafından tahmin edilen batarya voltajı ve sıcaklığı üzerindeki en büyük etkiye sahip olduğu, ancak elektrotların difüzyon katsayısı, elektrolitin iyonik iletim katsayısı ve reaksiyon hızı katsayılarının daha az etkisinin olduğu gösterilmiştir. Sonuçlar aynı zamanda model parametrelerinin sıcaklığa bağlı olarak karakterizasyonunun daha doğru tahmin almak için kritik olduğunu göstermektedir.tr_TR
dc.contributor.departmentMakine Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2023-12-12T12:10:26Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster