Perpustakaan Digital ITB

Baterai lithium-ion (Li-ion) masif digunakan sebagai sumber energi kendaraan listrik, dan perlu dioperasikan dalam rentang temperatur optimum 25-40°C. Pengoperasian di luar rentang tersebut dapat menyebabkan degradasi kinerja dan masa pakai, serta meningkatkan risiko pelarian termal. Oleh karena itu, diperlukan sistem manajemen termal yang efektif untuk menjaga stabilitas temperatur baterai. Studi ini mengevaluasi kinerja modul pendingin dengan pipa berprofil gelombang untuk manajemen temperatur baterai Li-ion silinder 18650 pada tingkatan susunan dan modul baterai. Pengaruh geometri pipa dan keseragaman temperatur fluida pendingin terhadap efektivitas pendinginan dikaji melalui pengujian eksperimental dan simulasi numerik. Dua strategi yang dianalisis meliputi modifikasi sudut lingkup pipa dan pengaturan arah aliran pendingin. Pengujian eksperimental pada tingkatan susunan (3 baterai) dilakukan untuk mengevaluasi kinerja aktual sistem. Model simulasi yang dikembangkan dan divalidasi berdasarkan data eksperimen susunan baterai menunjukkan kesalahan prediksi temperatur yang rendah, sehingga mampu memberikan analisis karakeristik termal dan dinamika fluida yang akurat dan lebih mendalam dibandingkan hasil eksperimen. Model simulasi selanjutnya diperluas pada tingkatan modul dengan 36 dan 72 sel baterai untuk mengevaluasi kinerja modul pendingin pada skala yang lebih representatif terhadap arsitektur kendaraan listrik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan sudut lingkup pipa (?) dari 60° ke 90° mampu menurunkan temperatur baterai dan meningkatkan keseragaman temperatur, namun meningkatkan kebutuhan ruang dan daya pompa. Akan tetapi, penggunaan sudut lingkup yang lebih besar dengan aliran pendingin paralel searah tetap menyebabkan gradien temperatur yang signifikan. Untuk mengatasi kelemahan tersebut, konfigurasi aliran pendingin berlawanan arah dikembangkan untuk meningkatkan keseragaman temperatur dan perpindahan panas sepanjang aliran. Pengaturan ini mampu menyeragamkan performa tiap-tiap baterai dengan menyeimbangkan temperatur antar baterai. Strategi yang diusulkan untuk modifikasi modul pendingin berhasil mempertahankan temperatur baterai pada kisaran optimalnya. Konfigurasi sudut lingkup yang lebih kecil dengan aliran pendingin berlawanan arah memberikan keseimbangan optimal antara kinerja pendinginan, resistansi aliran, dan batasan ruang, menjadikan pendekatan ini laayak diterapkan untuk manajemen termal baterai yang lebih baik dan ringkas.