Analisis Numerik Sistem Pendingin Liquid Pada Module Baterai LiFePo4 Silindris Dengan Variasi Mass Ratio CNT-Based Nanofluid Dan Skema Minichannel Tube

Permana, Irvan Trisapta (2023) Analisis Numerik Sistem Pendingin Liquid Pada Module Baterai LiFePo4 Silindris Dengan Variasi Mass Ratio CNT-Based Nanofluid Dan Skema Minichannel Tube. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 10211910010002_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Dalam penerapannya, baterai Bus Listrik G20 Merah Putih yang dikembangkan oleh PT. Industri Kereta Api (Persero) menggunakan sistem pendingin udara. Salah satu masalah yang dihadapi pada battery pack bus listrik ini adalah adanya butiran embun di dalam sel baterai. Hal ini disebabkan oleh adanya kebocoran udara dingin dari kompartemen mobil dan tingginya kelembaban di dalam carbody bus listrik. Kerusakan pada baterai litium dapat menghasilkan gas yang mudah terbakar dan berpotensi menyebabkan ledakan. Untuk mengatasi masalah tersebut, salah satu solusi yang diusulkan adalah penggunaan sistem pendingin berpendingin liquid. Pilihan media pendingin yang digunakan memiliki dampak besar terhadap kinerja sistem manajemen thermal dalam sistem pendingin tersebut. Salah satu media liquid yang dikembangkan adalah Nanofluida, yang merupakan campuran partikel nano dalam fluida dasar dan memiliki konduktivitas termal yang lebih tinggi. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh variasi mass ratio Nanofluida pada skema minichannel tube terhadap perpindahan panas.
Dalam penelitian ini, simulasi CFD (Computational Fluid Dynamics) digunakan sebagai metode analisis. Sel baterai yang digunakan adalah baterai Lithium Ferro-Phosphate dalam bentuk silindris 26650 dengan tingkat heat generation sebesar 0.971 W. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penggunaan CNT-based Nanofluid sebagai fluida pendingin dapat mengurangi temperatur maksimum baterai, meskipun penurunannya tidak signifikan. Dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi mass ratio CNT-based nanofluid, semakin tinggi kinerja perpindahan panas, dan semakin tinggi penurunan temperatur benda yang didinginkan. Pada penelitian ini perpindahan panas koveksi berada pada zona free convection dengan boundary condition uniform heat flux. Design skema plat pendingin sangat berpengaruh terhadap performa perpindahan panas. Maka perhitungan nilai Grashof Number bergantung pada nilai heat flux yang merupakan nilai heat per satuan area.
========================================================================================================================
In its implementation, the G20 Merah Putih Electric Bus battery pack developed by PT. Industri Kereta Api (Persero) uses an air cooling system. One of the problems faced with this electric bus battery pack is the presence of dew particles inside the battery cells. This is caused by cold air leakage from the vehicle compartment and high humidity inside the electric bus car body. Damage to lithium batteries can result in the production of flammable gas and potential explosions. To address this issue, one proposed solution is the use of a liquid cooling system. The choice of cooling media used has a significant impact on the thermal management system's performance in the cooling system. One of the developed liquid media is Nanofluid, which is a mixture of nano-particles in a base fluid and has higher thermal conductivity. The main goal of this research is to study the effect of Nanofluid mass ratio variations in the minichannel tube scheme on heat transfer.
In this study, Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation is used as the analysis method. The battery cells used are Lithium Ferro-Phosphate batteries in cylindrical form (26650) with a heat generation rate of 0.971 W. The simulation results show that the use of CNT-based Nanofluid as a cooling fluid can reduce the maximum battery temperature, although the reduction is not significant. It can be concluded that the higher the mass ratio of CNT-based Nanofluid, the higher the heat transfer performance, and the higher the decrease in the cooled object's temperature. In this research, convection heat transfer occurs in the free convection zone with uniform heat flux boundary conditions. The design of the cooling plate scheme significantly affects the heat transfer performance. Therefore, the calculation of the Grashof Number depends on the heat flux value, which is the heat per unit area.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Thermal Management System, Baterai, Nanofluida, CFD, Minichannel tube, Battery, Nanofluids.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics. Tubes--Fluid dynamics
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	IRVAN TRISAPTA PERMANA
Date Deposited:	04 Aug 2023 03:03
Last Modified:	08 Aug 2023 03:10
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/101899

Actions (login required)

View Item