Analisis Laju Perpindahan Panas pada Baterai Ion Lithium 18650 terhadap Beban Keluarannya dengan Metode Numerik

https://doi.org/10.22146/jmdt.v2i2.53752

Achmad Kurniawan(1*)

(1) Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada
(*) Corresponding Author

Abstract


Baterai ion lithium merupakan salah satu teknologi yang sering diaplikasikan karena kelebihannya yang bisa diisi ulang. Namun dengan kelebihannya yang dapat diisi ulang, baterai ion lithium mempunyai kelemahan pada pengaturan temperaturnya, di mana sering terjadi overheating. Pada penelitian ini, penulis melakukan analisis laju perpindahan panas pada baterai ion lithium terhadap beban keluarannya dengan tujuan untuk menemukan profil temperatur baterai ketika beroperasi. Dengan simulasi numerik, penelitian ini juga bertujuan mendapatkan metode simulasi numerik yang tepat terhadap panas di baterai ion lithium. Penulis melakukan penelitian ini dengan melakukan eksperimen terhadap 1 sel baterai 18650 yang divariasikan outputnya, dilanjutkan dengan melakukan simulasi numerik dengan software ANSYS Fluent. Dari data eksperimen, didapatkan kenaikan suhu maksimum terjadi pada beban keluaran 0.4 ohm, dengan suhu maksimal 325.8 K.  Dapat disimpulkan bahwa besar keluaran dari baterai sangat mempengaruhi performa perpindahan panas baterai, semakin besar arus keluaran yang keluar baterai, semakin tinggi panas di dalam baterai. Dari penelitian ini, didapat kesimpulan bahwa laju perpindahan panas akan meningkat secara polynomial terhadap arus keluaran baterai. Simulasi laju panas baterai dengan software ANSYS Fluent menghasilkan nilai sangat mendekati dengan eksperimennya dengan nilai error <7%, sehingga metode ini cukup bisa mencerminkan fenomena panas pada baterai pada praktek sesungguhnya.


Keywords


baterai, lithium, perpindahan panas, numerik

Full Text:

PDF


References

Angelo, Onorati., and Cannova, Marcello., 2009, Thermal Characerization of Ion Lithium Battery Cell, Thesis, Politecnica de Milano, Italy

Chen, S.C., Wan, C.C., and Wang, Y.Y., 2004, Thermal analysis of lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, 140, 111–124

Lai,Yanqing., Du, Shuanglong et al., 2015, Insight into heat generation of lithium ion batteriesbased on the electrochemical-thermal model at high discharge rates, International Journal of Hydrogen Energy, 40, 13039 – 3049

Liu, Guangming., Ouyang, Minggao., Lu, Langguang., Jianqiu,Li., 2014, Analysis of the heat generation of lithium-ion battery during charging and discharging considering different influencing factors, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 261718814.

Saito, Yoshiyasu., Shikano, Masahiro., and Kobayashi, Hironori., 2012, Heat generation behavior during charging and discharging of lithium-ion batteries after long-time storage, Journal of Power Sources, 244, 294-299

Wang, Zhenpo., Fan, Wentaou., and Liu, Peng., 2017, Simulation of Temperature Field of Lithium Battery Pack Based on Computational Fluid Dynamics, The 8th International Conference on Applied Energy – ICAE2016, Energy Procedia 105, 3339 – 3344

Zhang, Xiao Xuan., Kleinb, Reinhardt., Subbaramanb, Anantharaman., Chumakovb, Sergei., Lib, Xiaobai., Christensenb, Jake., Lindera, Christian., Kim, Sun Ung., 2018, Evaluation of convective heat transfer coefficient and specific heat capacity of a lithium-ion battery using infrared camera and lumped capacitance method, Journal of Power Sources, 412, 552-558



DOI: https://doi.org/10.22146/jmdt.v2i2.53752

Article Metrics

Abstract views : 475 | views : 1427

Refbacks

  • There are currently no refbacks.