Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей
Удосконалено раніше розроблені та наведено нові математичні моделі визначення та аналізу температурних режимів в окремих елементах літій-іонних акумуляторних батарей, які геометрично описано ізотропними півпростором і простором із внутрішнім джерелом тепла циліндричної форми. Також розглянуто випадк...
Main Authors: | , , , , , , |
---|---|
Format: | Article |
Language: | English |
Published: |
Ukrainian National Forestry University
2020-11-01
|
Series: | Науковий вісник НЛТУ України |
Subjects: | |
Online Access: | https://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/2234 |
id |
doaj-da3e76a46e3646c6998a90ab48079489 |
---|---|
record_format |
Article |
spelling |
doaj-da3e76a46e3646c6998a90ab480794892020-12-29T08:51:53ZengUkrainian National Forestry UniversityНауковий вісник НЛТУ України1994-78362519-24772020-11-0130512813410.36930/403005212234Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарейV. I. Havrysh0V. B. Loik1I. Ye. Ovchar2O. S. Korol3I. G. Kozak4O. V. Kuspish5R. R. Shkrab6Національний університет "Львівська політехніка", м. ЛьвівЛьвівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. ЛьвівІвано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-ФранківськНаціональний університет "Львівська політехніка", м. ЛьвівНаціональний університет "Львівська політехніка", м. ЛьвівНаціональний університет "Львівська політехніка", м. ЛьвівНаціональний університет "Львівська політехніка", м. ЛьвівУдосконалено раніше розроблені та наведено нові математичні моделі визначення та аналізу температурних режимів в окремих елементах літій-іонних акумуляторних батарей, які геометрично описано ізотропними півпростором і простором із внутрішнім джерелом тепла циліндричної форми. Також розглянуто випадки для півпростору, коли тепловиділяючий циліндр є тонким, а для простору, коли він є термочутливим. Для цього з використанням теорії узагальнених функцій у зручній формі записано вихідні диференціальні рівняння теплопровідності з крайовими умовами. Для розв'язування отриманих крайових задач теплопровідності використано інтегральне перетворення Ганкеля і внаслідок отримано аналітичні розв'язки в зображеннях. До цих розв'язків застосовано обернене інтегральне перетворення Ганкеля, яке дало змогу отримати остаточні аналітичні розв'язки вихідних задач. Отримані аналітичні розв'язки подано у вигляді невласних збіжних інтегралів. Для визначення числових значень температури в наведених конструкціях, а також аналізу теплообміну в елементах літій-іонних батарей, зумовленого різними температурними режимами завдяки нагріванню внутрішніми джерелами тепла, зосередженими в об'ємі циліндра, розроблено обчислювальні програми. Із використанням цих програм наведено графіки, які відображають поведінку кривих, побудованих із використанням числових значень розподілу температури залежно від просторових радіальної та аксіальної координат. Отримані числові значення температури свідчать про відповідність наведених математичних моделей визначення розподілу температури реальному фізичному процесу. Програмні засоби також дають змогу аналізувати середовища із внутрішнім нагріванням, зосередженим у просторових фігурах правильної геометричної форми, щодо їх термостійкості. Як наслідок, стає можливим її підвищити, визначити допустимі температури нормальної роботи літій-іонних батарей, захистити їх від перегрівання, яке може спричинити руйнування не тільки окремих елементів, а й всієї конструкції.https://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/2234літій-іонні акумуляторні батареї; теплопровідність; конвективний теплообмін; температурне поле; термочутливе середовище; тепловіддача |
collection |
DOAJ |
language |
English |
format |
Article |
sources |
DOAJ |
author |
V. I. Havrysh V. B. Loik I. Ye. Ovchar O. S. Korol I. G. Kozak O. V. Kuspish R. R. Shkrab |
spellingShingle |
V. I. Havrysh V. B. Loik I. Ye. Ovchar O. S. Korol I. G. Kozak O. V. Kuspish R. R. Shkrab Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей Науковий вісник НЛТУ України літій-іонні акумуляторні батареї; теплопровідність; конвективний теплообмін; температурне поле; термочутливе середовище; тепловіддача |
author_facet |
V. I. Havrysh V. B. Loik I. Ye. Ovchar O. S. Korol I. G. Kozak O. V. Kuspish R. R. Shkrab |
author_sort |
V. I. Havrysh |
title |
Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей |
title_short |
Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей |
title_full |
Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей |
title_fullStr |
Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей |
title_full_unstemmed |
Математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей |
title_sort |
математичні моделі визначення температурних режимів у елементах літій-іонних акумуляторних батарей |
publisher |
Ukrainian National Forestry University |
series |
Науковий вісник НЛТУ України |
issn |
1994-7836 2519-2477 |
publishDate |
2020-11-01 |
description |
Удосконалено раніше розроблені та наведено нові математичні моделі визначення та аналізу температурних режимів в окремих елементах літій-іонних акумуляторних батарей, які геометрично описано ізотропними півпростором і простором із внутрішнім джерелом тепла циліндричної форми. Також розглянуто випадки для півпростору, коли тепловиділяючий циліндр є тонким, а для простору, коли він є термочутливим. Для цього з використанням теорії узагальнених функцій у зручній формі записано вихідні диференціальні рівняння теплопровідності з крайовими умовами. Для розв'язування отриманих крайових задач теплопровідності використано інтегральне перетворення Ганкеля і внаслідок отримано аналітичні розв'язки в зображеннях. До цих розв'язків застосовано обернене інтегральне перетворення Ганкеля, яке дало змогу отримати остаточні аналітичні розв'язки вихідних задач. Отримані аналітичні розв'язки подано у вигляді невласних збіжних інтегралів. Для визначення числових значень температури в наведених конструкціях, а також аналізу теплообміну в елементах літій-іонних батарей, зумовленого різними температурними режимами завдяки нагріванню внутрішніми джерелами тепла, зосередженими в об'ємі циліндра, розроблено обчислювальні програми. Із використанням цих програм наведено графіки, які відображають поведінку кривих, побудованих із використанням числових значень розподілу температури залежно від просторових радіальної та аксіальної координат. Отримані числові значення температури свідчать про відповідність наведених математичних моделей визначення розподілу температури реальному фізичному процесу. Програмні засоби також дають змогу аналізувати середовища із внутрішнім нагріванням, зосередженим у просторових фігурах правильної геометричної форми, щодо їх термостійкості. Як наслідок, стає можливим її підвищити, визначити допустимі температури нормальної роботи літій-іонних батарей, захистити їх від перегрівання, яке може спричинити руйнування не тільки окремих елементів, а й всієї конструкції. |
topic |
літій-іонні акумуляторні батареї; теплопровідність; конвективний теплообмін; температурне поле; термочутливе середовище; тепловіддача |
url |
https://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/2234 |
work_keys_str_mv |
AT vihavrysh matematičnímodelíviznačennâtemperaturnihrežimívuelementahlítíjíonnihakumulâtornihbatarej AT vbloik matematičnímodelíviznačennâtemperaturnihrežimívuelementahlítíjíonnihakumulâtornihbatarej AT iyeovchar matematičnímodelíviznačennâtemperaturnihrežimívuelementahlítíjíonnihakumulâtornihbatarej AT oskorol matematičnímodelíviznačennâtemperaturnihrežimívuelementahlítíjíonnihakumulâtornihbatarej AT igkozak matematičnímodelíviznačennâtemperaturnihrežimívuelementahlítíjíonnihakumulâtornihbatarej AT ovkuspish matematičnímodelíviznačennâtemperaturnihrežimívuelementahlítíjíonnihakumulâtornihbatarej AT rrshkrab matematičnímodelíviznačennâtemperaturnihrežimívuelementahlítíjíonnihakumulâtornihbatarej |
_version_ |
1724367833789366272 |