Yazar "Joula, Mohammad" seçeneğine göre listele
Listeleniyor 1 - 3 / 3
Sayfa Başına Sonuç
Sıralama seçenekleri
Öğe Hybrid Battery Thermal Management System with NiTi SMA and Phase Change Material (PCM) for Li-ion Batteries(Mdpi, 2022) Joula, Mohammad; Dilibal, Savas; Mafratoglu, Gonca; Danquah, Josiah Owusu; Alipour, MohammadPoor heat dissipation and thermal runaway are most common in batteries subjected to fast charge or discharge and forced to work in hot or subzero ambient temperatures. For the safe operation of lithium-ion batteries throughout their lifecycle, a reliable battery thermal management system (BTMS) is required. A novel hybrid BTMS with a nickel-titanium (NiTi) shape memory alloy (SMA) actuated smart wire and phase change material (PCM) with expanded graphite (EG) is proposed in this study. A lumped electrochemical-thermal battery model is developed to analyze the efficiency of the proposed hybrid BTMS. The multiphysics BTMS is investigated by discharging at various electrical currents in both off-modes (inactivated SMA) and on-modes (activated SMA). Under on-mode BTMS operation, temperature elevation is reduced by 4.63 degrees C and 6.102 degrees C during 3 C and 5 C discharge, respectively. The proposed hybrid BTMS can be considered a competitive alternative for use in electrical vehicles due to its smart, compact, safe, and efficient performance in both cold and hot environments.Öğe Li-ion batarya paketleri için akıllı adaptronik termal yönetim sistemi tasarımı(İstanbul Gedik Üniversitesi, 2022) Joula, Mohammad; Dilibal, SavaşEnerji sektörünün büyümesiyle birlikte enerji depolama sistemlerinin de önemi giderek artmaktadır. Lityum-iyon (Li-ion) bataryaları enerji sektörünün merkezine yerleşmiştir. Son yıllarda, elektrikli hava, deniz ve kara araçlar, konut veya şebeke ölçeğinde enerji depolama için bu bataryaların kullanımı istikrarlı bir şekilde artmaktadır. Li-ion bataryaların avantajları; yüksek enerji ve güç yoğunluğu, uzun ömürlü, düşük öz boşalım ve hafıza etkisinin olmamasıdır. Ancak bu bataryalarının kullanımındaki en büyük dezavantaj batarya grubunun yönetilmesinin gerekli olmasıdır. Bu konuda Li-ion bataryaların termal yönetimi kritik bir konudur. Düşük sıcaklık, bataryanın kapasitesini düşürürken yüksek sıcaklıklar patlama riskinin yanı sıra bataryanın ömrünü kısaltıp bozulmaya neden olmaktadır. Ayrıca, batarya grupları birçok seri ve paralel hücrelerden oluştuğundan ısı dağılımı paketin çeşitli noktalarda fark gösterip ısı dağılımının dengesiz yayımına sebep olabilmektedir. Batarya Termal Yönetim Sistemleri (BTMS) bu eksikliklere çözüm getirebilmektedir. Li-ion bataryaların termal yönetimi için birçok sistem türü mevcuttur. Bunlardan hava ile yönetim, sıvı ile yönetim, faz değişim malzeme (PCM) ile yönetim, kendinden ısıtma ve birçok hibrid sistem veya yenilikçi sisteme de rastlanılmaktadır. Bu sistemlerin her biri belirli avantajlara ve dezavantajlara sahiptir. Ancak, özellikle hafif elektrikli araçlar gibi ağırlık ve maliyetin önemi daha da fazla olan uygulamalarda faz değişim malzemeler ile yönetim sistemleri öne çıkmaktadır. Diğer taraftan kendinden ısıtma yöntemi maliyet ve performans bakımından diğer yöntemlere göre büyük avantajlara sahiptir. Bu çalışmada, iki farklı sistem önerisi yapılmıştır. Birincisinde, şekil hafızalı (bellekli) alaşımlardan nikel-titanyum (NiTi) alaşımlar kullanılarak, tekli ve dörtlü olmak üzere akıllı, adaptronik ve modüler iki tasarım önerisi yapılmıştır. Bataryadan veya harici kaynaktan enerji gereği duymadan pasif bir sistem olan bu tasarımlarda hava ve bataryanın ısı durumuna göre soğuk ve sıcak ortamlar arasında durum değiştirebilmektedir. Bu sayede batarya grubunun yıl boyu farklı iklimlere sahip bölgelerde yüksek şarj/deşarj işlemini yapabilmesine izin verilebilecektir. İkinci sistem önerisi ise, bir önceki sisteme faz değişim malzemeler ekleyerek yenilikçi ve hibrid bir tasarım önerisi yapmaktadır. Bu sistemde ise, batarya paketinin özellikle soğutma işleminde verimi artırılmaktadır. Sistemin modellemesi ve doğrulama işlemleri ayrıca yapılmış olup tezde sunulmuştur. Bunun sonucunda 5C deşarj oranında pil sıcaklığı soğutmasız 3C deşarj sıcaklık performansı sonucuna benzer sonuç gözlemlenmiştir. Her iki önerinin uygun maliyetli, hafif, seri üretime uygun, yüksek performanslı, hem soğuk hem sıcak iklimlere uyumlu ve pasif özellikleri ile diğer sistemlere göre daha avantajlı olacaktır.Öğe Smart Adaptronic Thermal Management System Designs for The Li -ion Battery Packs(IEEE, 2021) Joula, Mohammad; Dilibal, Savas; Owusu-Danquah, JosiahLi-ion battery packs are used in varied industrial fields, such as automotive, drone, and e-bike industries. Low temperature insulation and high temperature heat conduction are required for an ideal thermal management of battery pack. In this study, an autonomous system design is developed for a smart adaptronic Battery Thermal Management System (BTMS). We proposed two different nickel-titanium (NiTi) shape memory alloy (SMA)-actuated smart adaptronic BTMSs. The actuation strain of the system is examined using a computational NiTi shape memory alloy model for material selection. The model results showed that an actuation strain of 3.8 % can be obtained for the operating temperatures range between 15 C and 80 C. The model results is used to unveil the required properties of NiTi SMA wire. The proposed adaptronic BTMS design solutions can create competitive advantages with their compact, low-cost, and lightweight structures in industry.