ELEKTRİKLİ ARAÇ BATARYA SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE Al2O3–ZnO-su HİBRİT NANOAKIŞKANININ ISIL PERFORMANSININ DENEYSEL VE SAYISAL ANALİZİ
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tez Danışmanı: Muhittin Bilgili
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Elektrikli araçların giderek daha yaygın hale gelmesiyle birlikte artan lityum iyon batarya kullanımı, batarya termal yönetim sistemlerine olan talebi de yükseltmektedir. Bu bataryaların çalışma sırasında ürettiği önemli miktarda ısı yeteri kadar dağıtılamazsa bataryanın sıcaklığı yükselmekte, performansı düşmekte ve bozulmalara neden olabilmektedir. Bu tez çalışmasında, elektrikli araçlarda kullanılan 10 Ah kapasiteye sahip lityum demir fosfat (LFP) batarya için çeşitli soğutma yöntemleri uygulanarak termal yönetim performansı incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, bataryanın doğal taşınım koşulları altında ve farklı deşarj hızlarında sergilediği termal davranış deneysel olarak değerlendirilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında batarya için sıvı soğutma yöntemleri uygulanmıştır. Gerçekleştirilen deneysel sıvı soğutma analizlerinde, soğutucu plaka içerisinde dolaşan akışkanın 1C-5C deşarj hızı aralığı ve farklı çalışma parametreleri altında; ısı transfer hızı, ısı taşınım katsayısı, Nusselt sayısı, batarya yüzey sıcaklığı, basınç düşüşü ve batarya voltajı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Soğutucu akışkan olarak saf su ile farklı hacimsel konsantrasyonlarda Al2O3-ZnO-su hibrit nanoakışkanı kullanılmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı biçimde değerlendirilmiştir. Tez çalışmasının son kısmında ise deneysel olarak incelenen belirli durumlar için sıvı soğutma sistemine yönelik hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca deneysel inceleme imkanının bulunmadığı bazı deşarj hızları için de sayısal simülasyonlar yapılmıştır. Sayısal analizler kapsamında batarya yüzey sıcaklığı, soğutucu akışkanın sıcaklık, hız, basınç dağılımı ile Nusselt sayısı incelenmiş ve elde edilen sayısal sonuçların deneysel sonuçlarla uyum içerisinde olduğu doğrulanmıştır. Sonuç olarak, 1C hızından daha yüksek deşarj hızlarında doğal taşınımla soğutmanın yetersiz kaldığı görülmüştür. Diğer yandan yeni geliştirilen hibrit nanoakışkanın saf suya göre soğutma performansını arttırdığı ve ısıl-hidrolik performans açısından avantajlı olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, Al2O3-ZnO-su hibrit nanoakışkanının elektrikli araç uygulamalarında batarya performansını iyileştirmek için etkili bir soğutucu olarak potansiyelini vurgulamaktadır.