แบบจำลองความร้อนแบบลดทอนอันดับสำหรับเซลล์แบตเตอรี่ลิเทียมทรงแบน

Reduced-order thermal model for Li-ion pouch cells

Name: ภัคพล ทรงโยธิน

keyword: แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วศ.ม. (วิศวกรรมเครื่องกล) 2563.

Classification :.LCCS: TJ260

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. -- สาขาวิศวกรรมเครื่องกล -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: ความร้อน -- การถ่ายเท

ThaSH: แบตเตอรี่

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้จำลองแบบจำลองไฟฟ้าเคมีและความร้อนของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน เพื่อใช้ในการประมาณค่าอุณหภูมิของเซลล์แบบเรียลไทม์ โดยใช้แบบจำลองวงจรสมมูลไฟฟ้าอันดับที่หนึ่งร่วมกับแบบจำาลองความร้อน 1 มิติ ด้วยโปรแกรม Matlab/Simulink และทำการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองกับผลการทดสอบของเซลล์แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนชนิดนิกเกิล-แมงกานีส-โคบอลต์ ขนาด 25 แอมแปร์ชั่วโมง จากนั้นทำการตรวจสอบแบบจำลองกับผลการทดสอบของชุดแบตเตอรี่ ซึ่ งประกอบด้วยเซลล์ทั้งหมด 3 เซลล์ ต่อมาได้ทำการเพิ่มในส่วนของแผ่นระบายความร้อนเข้าไปบนพื้นผิวของเซลล์และทำการตรวจสอบแบบจำลองกับผลการทดสอบทั้งกรณีเซลล์และชุดแบตเตอรี่เช่นกัน สำหรับการตรวจสอบแบบจำลอง ผลการจำลองแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ดีเมื่อเทียบกับข้อมูลที่ได้จากการทดสอบ การประมาณอุณหภูมิของเซลล์สามารถทำให้แม่นยำมากยิ่งขึ้น ได้ด้วยการเพิ่มในส่วนของความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีทำให้ค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดสามารถลดลงจาก 1.17 °C (3.862 %) เป็น 0.375 °C (1.262 %) และการนำ ความร้อนตามแนวความกว้างของเซลล์สามารถละเลยได้สำหรับเซลล์ชนิดที่ขั้วอยู่ตรงข้ามกัน จากการตรวจสอบความถูกต้องของเซลล์ในชุดแบตเตอรี่ความร้อนที่เกิดขึ้นจากขั้วของเซลล์ควรรวมอยู่ในแบบจำลองความร้อนที่เกิดขึ้น จากนั้นเมื่อติดตั้งแผ่นระบายความร้อน เมื่อทำเพิ่มปริมาตรควบคุมของแผ่นระบายความร้อนในแบบจำลอง เป็นผลทำให้ค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดลดลงจาก0.791 °C (2.814 %) เป็น 0.475°C (1.705 %) สุดท้ายนี้จากการรวมผลของความร้อนที่เกิดขึ้นจากขั้วของเซลล์และการเพิ่มปริมาณควบคุมของแผ่นระบายความร้อนในแบบจำลองความร้อน ทำให้การประมาณอุณหภูมิของเซลล์ในชุดแบตเตอรี่มีความความแม่นยำมากยิ่งขึ้นทั้งแบบจำลองความร้อน 1 มิติและแบบจำลองความร้อนระบบก้อน This thesis presents the electrochemical-thermal models of Lithium-ion battery cell for real-time estimation of cell temperature in the Equivalent Circuit Model with the 1-D thermal model using Matlab / Simulink. The model is validated with the experimental data of 25 Ah consists of Nickel-Manganese-Cobalt cathode and graphite anode. In addition, the model is validated with experimental data of the battery modules. It consists of 3 cells. Installed the heat sinks to the surface of the battery cell. The model is also validated with the experimental data for both single cell and battery modules too. For the model validation, the simulation results shows good agreement with the experimental data. Cell temperature estimation can be improved by reversible heat. Maximum error can be reduced from 1.17 °C (3.862 %) to 0.375 °C (1.262 %). Heat conduction in width direction can be neglected for counter-located tab pouch cell. The validation of the cell in battery module. Cell tab heat generation should be included in the heat generation model. Then when installing the heat sinks, with adding control volume of heat sinks, the maximum error can be reduced from 0.791 °C (2.814 %) to 0.475 °C (1.705 %). Finally, adding tab heat generation and control volume of heat sinks in the thermal model, cell temperature estimation in battery pack can be improved accuracy both of the 1D and Lumped thermal models.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: ภูวนาถ ปรมาพจน์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Created: 2563

Modified: 2568-07-15

Issued: 2568-07-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2563/phakapol-son-all.pdf

CallNumber: TJ260 .ภ111

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	phakapol-son-all.pdf	1.94 MB

ใช้เวลา

-0.969072 วินาที