Studi Numerik Pengaruh Kombinasi Phase Change Material Berjenis Beeswax dan Fin Aluminium Sebagai Metode Pendinginan Sel Baterai Li-Ion Bentuk Prismatik

Bhuwana, Dewa Agung Rangga Gita (2024) Studi Numerik Pengaruh Kombinasi Phase Change Material Berjenis Beeswax dan Fin Aluminium Sebagai Metode Pendinginan Sel Baterai Li-Ion Bentuk Prismatik. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201203-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Kebakaran pada baterai lithium ion disebabkan oleh temperatur baterai yang berada diluar batas temperatur operasinya yaitu pada -293 K sampai dengan 333 K. Sehingga, perlu dilakukannya upaya pengendalian temperatur baterai atau yang disebut dengan Battery Thermal Management System (BTMS). Phase Change Material (PCM) merupakan salah satu jenis BTMS pasif yang paling menjanjikan karena kinerjanya dalam penyerapan panas yang cukup baik. Sampai saat ini, bahan dasar PCM pada umumnya masih menggunakan minyak bumi yang terbatas dalam ketersediaan serta berpengaruh dalam emisi gas rumah kaca dunia. Peningkatan performa PCM dalam penyerapan panas dapat dilakukan dengan menggabungkan pendinginan PCM dengan jenis BTMS lainnya. Fin merupakan jenis BTMS pasif yang sering digabungkan dengan PCM. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kemampuan PCM dalam hal disipasi panas sehingga penyerapan panas PCM dapat dilakukan secara kontinyu. Oleh karena itu, penelitian ini akan berfokus pada kinerja PCM beeswax yang lebih ramah lingkungan dan mudah ditemukan, serta fin aluminium dalam sistem manajemen termal baterai lithium ion. Penelitian ini dilakukan secara numerikal menggunakan ANSYS Fluent dengan variabel yang dijadikan sebagai variasi adalah ketebalan PCM yaitu 7 mm, 9 mm, dan 12 mm serta penambahan jumlah fin aluminium sebanyak 4, 5, dan 6 pasang sebagai kombinasi pendinginan baterai kendaraan listrik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi pendinginan baterai dengan PCM dan fin mampu menjaga temperatur baterai di bawah temperatur operasinya (333K). Efektifitas pendinginan paling besar dapat dicapai pada variasi PCM 12 mm dan penambahan fin sebanyak 6 pasang dengan nilai efektifitas sebesar 0,488. Pada variasi ini, temperatur maksimal baterai menurun hingga 321,48 K. Penambahan fin juga mampu menurunkan fraksi likuid PCM sehingga mampu memperpanjang waktu penyerapan panas PCM.
========================================================================================================================
Fires in lithium-ion batteries are caused by battery temperatures exceeding their operational limits, which range from -293 K to 333 K Therefore, it is necessary to implement a Battery Thermal Management System (BTMS) to control the battery temperature. Phase Change Material (PCM) is one of the most promising passive BTMS types due to its good heat absorption performance. Currently, PCM base materials generally still use petroleum, which is limited in availability and impacts global greenhouse gas emissions. The performance of PCM in heat absorption can be enhanced by combining PCM cooling with other BTMS types. Fins are a type of passive BTMS that is often combined with PCM to increase PCM's heat dissipation capability, allowing for continuous heat absorption by the PCM. Therefore, this study will focus on the performance of more environmentally friendly and readily available beeswax PCM and aluminum fins in the thermal management system of lithium-ion batteries. This study is conducted numerically using ANSYS Fluent, with variables being the PCM thickness of 7 mm, 9 mm, and 12 mm, and the addition of 4, 5, and 6 pairs of aluminum fins as combinations for cooling electric vehicle batteries. The results show that the combination of battery cooling with PCM and fins can maintain the battery temperature below its operating temperature (333K). The highest cooling effectiveness can be achieved with the 12 mm PCM variation and the addition of 6 pairs of fins, with an effectiveness value of 0,488. In this variation, the maximum battery temperature decreases to 321,48 K. The addition of fins also reduces the liquid fraction of the PCM, thereby extending the PCM's heat absorption time.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Lithium Ion, PCM, Lilin Lebah, Sirip, Beeswax, Fin, Fluent
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC320 Heat transfer T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ165 Energy storage.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Dewa Agung Rangga Gita Bhuwana
Date Deposited:	13 Aug 2024 01:37
Last Modified:	13 Aug 2024 01:37
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114475

Actions (login required)

View Item