Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Filler Serbuk Tembaga Rasio 0,1 dan 0,35 pada Phase Change Material dengan Tebal 3 mm, 6 mm, dan 9 mm terhadap Temperatur Permukaan Baterai selama Discharging

Husodo, Agung Mulyo (2024) Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Filler Serbuk Tembaga Rasio 0,1 dan 0,35 pada Phase Change Material dengan Tebal 3 mm, 6 mm, dan 9 mm terhadap Temperatur Permukaan Baterai selama Discharging. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201093-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Baterai merupakan perangkat yang dapat menyimpan energi kimia dan mengubahnya menjadi energi listrik. Reaksi kimia pada baterai dapat menyebabkan peningkatan panas yang mengakibatkan kenaikan suhu pada baterai. Peningkatan suhu pada baterai litium-ion dapat memicu terjadinya ledakan dan mengurangi umur baterai, sehingga diperlukan sistem manajemen termal untuk mengatasi masalah tersebut. Sistem manajemen termal baterai (BTMS) terdiri dari dua jenis, yaitu aktif dan pasif. Salah satu sistem manajemen baterai secara pasif adalah dengan Phase Change Material (PCM). Sistem pendinginan dengan PCM merupakan alternatif manajemen termal baru yang berpotensi untuk dikembangkan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penambahan material filler serbuk tembaga pada PCM komposit dengan ketebalan 3 mm, 6 mm, dan 9 mm serta rasio filler 0,1 dan 0,35 terhadap kenaikan suhu pada permukaan baterai litium-ion selama proses discharging. Penelitian dilakukan dengan lima variasi C-Rate, tiga variasi ketebalan, dan dua variasi rasio. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan material filler serbuk tembaga ke dalam PCM dapat meningkatkan konduktivitas termal PCM, sehingga panas yang dihasilkan oleh baterai dapat tersebar lebih merata ke seluruh PCM komposit. Dengan demikian, suhu pada baterai dapat dikurangi dibandingkan dengan natural konveksi dan parafin murni. Selain itu, ketebalan PCM juga mempengaruhi efektivitas pendinginan baterai, dimana semakin tebal PCM maka panas yang dapat diserap semakin banyak. Pada kasus 1C efektivitas pendinginan 9 mm parafin murni apabila dibandingkan dengan natural konveksi sebesar 7,86%, 6 mm parafin murni sebesar 6,3%, dan 3 mm parafin murni sebesar 4,2%. Semakin besar rasio filler juga menunjukkan peningkatan efektivitas pendinginan suhu baterai, karena konduktivitas termal yang dimiliki semakin besar. Nilai konduktivitas termal yakni 1 W/mK untuk rasio 0,1 dan 1,2 W/mK untuk rasio 0,35. Pada kasus 5C dengan ketebalan 9 mm, laju kenaikan temperatur terendah konduktivitas termal 1 W/mK adalah 0,022 °C/s sedangkan untuk laju kenaikan temperatur terendah konduktivitas termal 1,2 W/mK adalah 0,019 °C/s.
============================================================
A battery is a device that can store chemical energy and convert it into electrical energy. The chemical reactions in the battery can cause heat generation, leading to an increase in the battery's temperature. A rise in temperature in lithium-ion batteries can trigger explosions and reduce the battery's lifespan, necessitating a thermal management system to address this issue. Battery Thermal Management Systems (BTMS) are divided into two types: active and passive. One of the passive battery management systems is Phase Change Material (PCM). Cooling systems using PCM are a promising new alternative for thermal management. This study aims to analyze the effect of adding copper powder filler material to composite PCM with thicknesses of 3 mm, 6 mm, and 9 mm and filler ratios of 0.1 and 0.35 on the temperature rise on the surface of litium-ion batteries during the discharging process. The research was conducted with five C-Rate variations, three thickness variations, and two filler ratio variations. The results show that the addition of copper powder filler to PCM can increase the thermal conductivity of PCM, allowing the heat generated by the battery to be more evenly distributed throughout the composite PCM. Thus, the temperature of the battery can be reduced compared to natural convection and pure paraffin. Additionally, the thickness of the PCM also affects the cooling effectiveness of the battery, with thicker PCM absorbing more heat. In the case of 1C, the cooling effectiveness of 9 mm pure paraffin when compared to natural convection is 7.86%, 6 mm pure paraffin is 6.3%, and 3 mm pure paraffin is 4.2%. A higher filler ratio also shows an increase in the cooling effectiveness of the battery temperature, due to the higher thermal conductivity. The thermal conductivity values are 1 W/mK for a ratio of 0.1 and 1.2 W/mK for a ratio of 0.35. In the case of 5C with a thickness of 9 mm, the lowest temperature rise rate of 1 W/mK thermal conductivity is 0.022 °C/s while for the lowest temperature rise rate of 1.2 W/mK thermal conductivity is 0.019 °C/s.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Battery, Copper Powder, PCM, Baterai, PCM, Serbuk Tembaga
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ165 Energy storage. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ265.E23 Thermodynamics. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Agung Mulyo Husodo
Date Deposited:	09 Aug 2024 01:54
Last Modified:	25 Sep 2024 03:10
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114397

Actions (login required)

View Item