Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Enerji Bilimleri Ve Teknolojisi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YASİN SARIKAYA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ferhat Koca
Eş Danışman: Recai Özcan
Özet:
Li-ion bataryaların etkin termal yönetimi, özellikle yüksek deşarj koşullarında, batarya performansı, güvenliği ve ömrü açısından kritik öneme sahiptir. Bataryaların çalışması sırasında ortaya çıkan ısı, sıcaklık artışı ve dengesiz dağılımı, performans kayıplarına, hücre ömründe azalmaya ve güvenlik risklerine yol açabilmektedir. Bu nedenle, batarya sıcaklığının etkin bir şekilde kontrol edilmesi, enerji depolama sistemlerinde güvenilirlik ve verimlilik açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, bataryaların termal yönetimini iyileştirmek amacıyla beş farklı soğutma sistemi (D1–D5) tasarlanmış ve deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Sistemler; fan kullanılmayan pasif doğal taşınımlı sistem (D1), fanın önde konumlandırıldığı aktif soğutma sistemi (D2), fanın arkada konumlandırıldığı aktif sistem (D3), fan önde ve hava giriş kesiti (HGK) kullanılan sistem (D4) ile fan arkada ve HGK kullanılan sistem (D5) olmak üzere beş farklı konfigürasyonu kapsamaktadır. Deneyler, her soğutma sistemi için 1C, 3C ve 5C deşarj hızları ile Reynolds (Re) sayıları 5000, 7500, 10000 ve 12500 olan dört farklı hava hızı koşulunda yürütülmüştür. Bu kapsamda, beş farklı soğutma sistemi ve dokuz farklı deney düzeneği kullanılarak toplam 12 deney koşulu altında 99 adet deney gerçekleştirilmiştir. HGK kullanılan tasarımlarda, kanal geometrisinin termal performans üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla beşgen, dairesel ve kare kesitli yapıların uygulanması incelenmiştir. Deney süresince batarya yüzey sıcaklıkları, çekilen akım değerleri, sıcaklık dağılımları, sıcaklık artış eğilimleri ve zamana bağlı sıcaklık değişimleri ayrıntılı biçimde izlenmiş ve kayıt altına alınmıştır. Elde edilen sonuçlar, HGK geometrisinin batarya modülünün termal davranışı üzerinde belirgin bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Özellikle dairesel ve beşgen HGK konfigürasyonlarının, test koşullarına bağlı olarak D4 sistemi için sırasıyla %33,33 ve %25; D5 sistemi için ise %25 ile %66,67 arasında değişen oranlarda en yüksek soğutma verimini sağladığı belirlenmiştir. Genel değerlendirme sonucunda, 12 deney koşulunun tamamı dikkate alındığında, D4 sisteminin dört testte, D5 sisteminin ise sekiz testte en yüksek soğutma performansına ulaştığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma batarya termal yönetimi alanında fan yerleşimi ve HGK geometrisinin önemini ortaya koymakta ve D5 konfigürasyonunun, pasif ve aktif soğutma prensiplerini birleştirerek yüksek verimli, güvenilir ve uygulanabilir bir çözüm sunduğunu göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: Lityum-iyon Batarya, Termal Yönetim, Soğutma Sistemi, Hava Giriş Kesiti (HGK), Fan Konumu, Reynolds Sayısı.