Studi Eksperimen terkait Pengaruh Variasi Ketebalan dan Rasio Material Filler Serbuk Aluminium pada Phase Change Material dengan Rasio 0.1 dan 0.2 pada Arus Discharging terhadap Laju Pemanasan pada Permukaan Baterai Lithium-Ion

Putra, Pramana Khairi (2024) Studi Eksperimen terkait Pengaruh Variasi Ketebalan dan Rasio Material Filler Serbuk Aluminium pada Phase Change Material dengan Rasio 0.1 dan 0.2 pada Arus Discharging terhadap Laju Pemanasan pada Permukaan Baterai Lithium-Ion. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201066-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Kenaikan temperatur pada baterai Lithium-Ion dapat memicu terjadinya ledakan pada baterai. Oleh karena itu, diperlukan sistem manajemen termal untuk mengatasi masalah tersebut. Sistem manajemen termal pada baterai (BTMS) secara ekternal yang sering digunakan adalah sistem pendinginan dengan medium udara, sistem pendingin dengan medium liquid dan sistem pendinginan dengan Phase Change Material (PCM). Metode PCM dapat digunakan sebagai alternatif strategi manajemen termal yang lebih baik dibandingkan dengan sistem tradisional yang menggunakan pendingin cair (liquid cooling) atau forced convection dengan udara. Kinerja PCM dapat ditingkatkan dengan meningkatkan konduktifitas termal PCM dengan menambahkan material filler dengan konduktivitas termal yang tinggi dan membentuk PCM komposit. Pada penelitian tugas akhir dilakukan variasi ketebalan PCM dengan ketebalan 3mm,6mm,9mm, rasio filler serbuk alumunium pada PCM dengan rasio 0,1; 0,20 dan C-rate yang digunakan adalah 1C, 2C, 3C, 4C, dan 5C. Penggunaan PCM komposit serbuk alumunium dengan rasio 0.2 sangat efektif dalam menunrunkan temperatur pada permukaan baterai lithium-ion untuk hampir semua C-rate (laju pengosongan), yaitu memiliki selisih temperatur sebesar kurang dari 1°C dari variasi rasio 0.1. Sehingga pemilihan PCM komposit serbuk alumunium dengan rasio 0.2 merupakan metode efektif untuk meningkatkan kinerja PCM komposit dalam menurunkan temperatur permukaan baterai. Penggunaan PCM komposit serbuk alumunium dengan ketebalan 6mm sangat efektif untuk menurunkan laju pemanasan temperatur pada permukaan baterai lithium-ion untuk penggunaan C-rate (laju pengosongan) 1C dan 2C yaitu memiliki selisih temperatur kurang dari 1°C dari variasi ketebalan 3mm dan 9mm. Sehingga pemilihan PCM komposit serbuk alumunium dengan ketebalan 6mm merupakan metode efektif untuk meningkatkan kinerja PCM komposit dalam menurunkan temperatur permukaan baterai dengan laju pengosongan 1C dan 2C. Sedangkan penggunaan PCM komposit serbuk alumunium dengan ketebalan 9mm sangat efektif untuk menurunkan laju pemanasan temperatur pada permukaan baterai lithium-ion untuk penggunaan C-rate (laju pengosongan) 3C,4C dan 5C yaitu memiliki selisih temperatur sebesar kurang dari 1°C dari variasi ketebalan 6mm dan 5°C hingga 8°C dari variasi ketebalan 3mm. Sehingga pemilihan PCM komposit serbuk alumunium dengan ketebalan 9mm merupakan metode efektif untuk meningkatkan kinerja PCM komposit dalam menurunkan temperatur permukaan baterai dengan laju pengosongan 3C,4C dan 5C.
==============================================================================================================================
The rise in temperature of Lithium-Ion battery can trigger explosions. Therefore, a thermal management system is necessary to address this issue. External battery thermal management systems (BTMS) commonly used include air cooling systems, liquid cooling systems, and Phase Change Material (PCM) cooling systems. The PCM method can be used as an alternative thermal management strategy that is superior to traditional systems using liquid cooling or forced air convection. The performance of PCM can be enhanced by increasing the thermal conductivity of PCM through the addition of high thermal conductivity filler materials to form composite PCM. In this final project research, variations in PCM thickness of 3mm, 6mm, and 9mm were studied, as well as the ratio of aluminum powder filler in PCM with ratios of 0.1 and 0.2, and C-rates of 1C, 2C, 3C, 4C, and 5C. The use of aluminum powder composite PCM with a ratio of 0.2 was very effective in reducing the surface temperature of lithium-ion batteries for almost all C-rates (discharge rates), with a temperature difference of less than 1°C compared to the 0.1 ratio variation. Thus, selecting aluminum powder composite PCM with a ratio of 0.2 is an effective method to enhance the performance of composite PCM in reducing the surface temperature of the battery. The use of aluminum powder composite PCM with a thickness of 6mm was very effective in reducing the heating rate of the surface temperature of lithium-ion batteries for 1C and 2C discharge rates, with a temperature difference of less than 1°C compared to the 3mm and 9mm thickness variations. Thus, selecting aluminum powder composite PCM with a thickness of 6mm is an effective method to enhance the performance of composite PCM in reducing the surface temperature of the battery at 1C and 2C discharge rates. Meanwhile, the use of aluminum powder composite PCM with a thickness of 9mm was very effective in reducing the heating rate of the surface temperature of lithium-ion batteries for 3C, 4C, and 5C discharge rates, with a temperature difference of less than 1°C compared to the 6mm thickness variation and 5°C to 8°C compared to the 3mm thickness variation. Thus, selecting aluminum powder composite PCM with a thickness of 9mm is an effective method to enhance the performance of composite PCM in reducing the surface temperature of the battery at 3C, 4C, and 5C discharge rates.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	BTMS, Lithium-Ion Battery, Phase Change Material, Thermal Conductivity, Baterai Lithium-Ion, Konduktivitas Termal
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Pramana Khairi Putra
Date Deposited:	26 Aug 2024 03:37
Last Modified:	26 Aug 2024 03:37
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/113726

Actions (login required)

View Item