Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Las celdas de ion litio son muy utilizadas en la actualidad debido a características como
su gran densidad de almacenamiento energético, ligereza y moderada vida útil. Pero esta
tecnología tiene la desventaja de poseer una sensibilidad extrema a temperaturas altas, donde un mal manejo térmico implica una disminución en su rendimiento y vida útil, incluso hasta problemas de seguridad para el usuario como fugas térmicas y explosiones.
Esta poca tolerancia a temperaturas elevadas ha ocasionado diversas investigaciones que se centran modelos térmicos, sistemas de gestión térmica y empaquetamientos. Dentro de estos estudios no ha habido alguno que profundice la influencia del empaquetamiento modular en el rendimiento térmicos de las celdas.
Debido a esto en el presente trabajo se investigó como afecta en el rendimiento térmico
al empaquetar modularmente celdas de ion litio INR2650. Para lo que se utilizó un túnel
de viento adaptado previamente para el análisis térmico de celdas de ion litio, y se realizó
mediciones de la temperatura de las celdas que conformaban el módulo durante el proceso de descarga eléctrica (enfriadas a convección natural) y después de la descarga (enfriamiento por aire forzado).
Este fue un estudio paramétrico donde se realizaron 90 experimentaciones con diferentes
parámetros, los cuales fueron:
El largo del módulo, se estudió largos de 1 a 10 columnas.
La rapidez del flujo de enfriamiento (2.7m/s ; 3.0m/s y 3.3m/s)
Finalmente la tasa de descarga electrica: 0.25C, 0.5C y 1C.
Los resultados obtenidos para el proceso de descarga antes del enfriamiento indican que
la celda de mayor temperatura tiende a ubicarse generalmente en el centro del módulo, por lo que es posible a futuro diseñar un sistema de ventilación orientado a mejorar este tipo de distribución térmica. Ademas a tasas de descarga de 0.25C las temperaturas de las celdas se mantiene dentro de indicadores térmicos óptimos independiente del largo del módulo, no así para tasas de descarga mayores.
Finalmente los resultados para el proceso de enfriamiento después de la descarga muestran que el coeficiente de transferencia por convección para los tres primeros largos del módulo es el de mayor magnitud y se mantiene estable sin depender de la tasa de descarga o rapidez del flujo de enfriamiento. Para otros largos este coeficiente disminuye rápidamente.
Estos resultados muestran que enfriar el empaquetamiento de forma modular puede ser
una buena alternativa para mejorar el rendimiento térmico de las celdas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/168407 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Toledo Quiroz, Ricardo Andrés |
| Contributors | Calderón Muñoz, Williams, Fernández Urrutia, Rubén, Mendoza Araya, Patricio |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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