جستجو در مقالات منتشر شده
۴ نتیجه برای باتری سرب-اسید
هامون پورمیرزاآقا، وحید اصفهانیان، فریدون ثابت قدم، فرشاد ترابی،
دوره ۱۵، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۴ )
چکیده
در تحقیق حاضر، بهینه‌سازی عددی یک سل از باتری سرب-اسید در حالت یک‌بعدی و با استفاده از حل عددی معادلات یکپارچه حاکم بر دینامیک باتری مورد مطالعه قرار گرفته‌است. جهت راستی‌آزمایی، نتایج شبیه‌سازی عددی حاضر با نتایج عددی موجود در مقالات مقایسه و مطابقت خوبی مشاهده شده است. از آنجاکه باتری‌های سرب-اسید محتوای انرژی پایین و ابعاد و وزن بالایی دارند با استفاده از روش بهینه‌سازی ازدحام ذرات و ترکیب آن با برنامه رایانه‌ای توسعه داده شده اقدام به طراحی یک سل از باتری سرب-اسید با هدف انرژی بیشتر و ابعاد کمتر شدهاست؛ که این روش در مقایسه با روش‌های متداول تجربی حاضر که مبتنی بر سعی و خطا هستند بسیار کم هزینه‌تر و سریع‌تر می‌باشد. نتایج حاصل از بهینه‌سازی نشان داد که می‌توان با داشتن سل باتری با ابعاد مشابه سل پایه کنونی، سل باتری بهینه‌ای ساخت که دارای ۸۳ درصد انرژی بیشتر باشد. همچنین نتایج نشان داد که می‌توان با تغییر ضخامت اجزاء، سل باتری سرب-اسید را به‌گونه‌ای طراحی نمود که با داشتن انرژی مشابه سل باتری پایه، حدود ۲۳ درصد ابعاد و ۲۵ درصد وزن کمتری داشته باشد.
امیربابک انصاری، وحید اصفهانیان، فرشاد ترابی،
دوره ۱۵، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
همواره مدل‌سازی و شبیه‌سازی به‌عنوان یک ابزار بسیار مفید جهت بهینه‌سازی و آنالیز رفتار دینامیکی باتری‌های سرب-اسید از اهمیت بسیار زیادی برخوردار بوده است. یکی از مشکلات عمده در شبیه‌سازی و بهینه‌سازی باتری‌های سرب-اسید به‌دلیل پیچیدگی معادلات الکتروشیمیایی حاکم بر باتری، زمان‌بر بودن این محاسبات می‌باشد. یک راه حل مناسب جهت غلبه بر این مشکل استفاده از روش‌های رتبه‌کاسته است. در مطالعه حاضر، معادلات الکتروشیمیایی حاکم بر باتری سرب-اسید در حالت یک‌بعدی و به روش رتبه‌کاسته و بر پایه توابع متعامد سره شبیه‌سازی شده‌اند. برای نشان دادن توانایی این روش در شبیه‌سازی باتری سرب-اسید، معادلات حاکم شامل بقای بار الکتریکی در فاز مایع و جامد و همچنین بقای گونه‌های شیمیایی به‌طور همزمان در طی یک پروسه شامل سه فرآیند تخلیه، استراحت و شارژ به‌طور عددی برای یک سل از باتری سرب-اسید حل شده‌اند. نتایج عددی به‌دست آمده شامل تغییرات ولتاژ سل و غلظت اسید سولفوریک، نشان می‌دهد که نه‌تنها استفاده از روش رتبه‌کاسته بر پایه توابع متعامد سره تا حد زیادی از زمان محاسبات می‌کاهد (کاهش ۱۵ برابر) بلکه تطابق بسیار خوبی نیز بین نتایج به‌دست آمده و نتایج مدل‌های عددی موجود در دینامیک سیالات محاسباتی وجود دارد.
جواد واشهری، وحید اصفهانیان،
دوره ۱۷، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۶ )
چکیده
پدیده گریز حرارتی یکی از انواع تخریب باتری‌های سرب-اسید است که یک پدیده ناپایداری سیالاتی-حرارتی است و برای شبیه‌سازی دقیق آن نیاز به روش‌های دقیق عددی و استفاده از حلگرهای بدون واسطه است. شبیه‌سازی مرتبه بالای عددی باتری پیش نیاز اعمال روش‌های بدون واسطه (DNS) برای مطالعه پدیده گریز حرارتی است. در این مقاله برای قدم نخست، با توجه به هندسه ساده باتری روش‌های طیفی که در شبیه‌سازی بی‌واسطه پدیده‌های سیالاتی-حرارتی زیاد استفاده شدهاست، به باتری سرب-اسیدی اعمال شدهاست. چرخه دشارژ، استراحت و شارژ مجدد یک سل باتری سرب-اسید به روش طیفی هم‌مکانی چبیشف در تلفیق با انتگرال‌گیری زمانی مرتبه چهارم رانگ-کوتا انجام گرفته است. با توجه به پیچیدگی مساله برای قدم نخست این شبیه‌سازی در یک بعد انجام شده است تا مشکلات حل عددی آن روشن گردد. دو شبکه ریز و درشت با مرتبه چندجمله‌ای‌های چبیشف از مرتبه ۱۲ و ۸ مورد استفاده برای شبیه‌سازی قرار گرفته‌است. مقایسه مقدار خطا نشان می‌دهد که دقت به‌دست آمده به‌صورت نمایی با تعداد نقاط افزایش پیدا می‌کند به‌طوری‌که با افزایش دو نقطه به شبکه تا ۲۰۰ برابر خطا کاهش پیدا می‌کند. همچنین نتایج به دست‌آمده نشان می‌دهد که این روش در نرخ‌های بالای جریان نیز قادر به شبیه‌سازی باتری است. نتایج شبیه‌سازی فرایند دشارژ و شار مجدد نشان می‌دهد که روش طیفی و رانگا-کوتای مرتبه چهارم مناسب برای شبیه‌سازی‌های بی‌واسطه (DNS) باتری برای مطالعه فرایندهای پیچیده اعم از پدیده گریز حرارتی می‌باشد.
طیب نازقلیچی، فرشاد ترابی، وحید اصفهانیان،
دوره ۱۸، شماره ۴ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
افزایش ظرفیت باتری‌های سرب-اسید و کاهش زمان شارژ آن‌ها در دمای پایین از چالش‌های اصلی طراحان و سازندگان باتری‌ها است. خصوصیت‌های هندسی صفحه‌های باتری مانند ضخامت و سطح فعال بیشینه از جمله متغیرهای موثر بر عملکرد باتری است. از این رو تعیین بهترین مقدار برای این متغیرهای مستقل، یک مساله مهم برای این صنعت است. در مطالعه حاضر، با استفاده از مدل بی‌بعد باتری‌های سرب-اسید یک کد عددی به‌روش دینامیک سیالات محاسباتی ایجاد شده است تا رفتار باتری توسط آن شبیه‌سازی شود. در گام بعدی با استفاده از روش صفحه پاسخ، تعداد ۵۰ اجرا برای شبیه‌سازی پیشنهاد شده است. با استفاده از پاسخ‌های به‌دست آمده از اجراها، برای هر پاسخ (ظرفیت، زمان شارژ و دما) یک مدل تجربی به‌صورت تابعی از متغیرهای مستقل استخراج و از مدل‌های تجربی به‌عنوان تابع‌های هدف برای بهینه‌سازی استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که در ضخامت‌های الکترود مثبت ۰,۰۷۸ cm، الکترود منفی ۰.۰۵۳ cm و جداکننده ۰.۰۴ cm و همچنین بیشینه سطح فعال ۸۰ cm-۱ برای هر دو الکترود، بیشترین ظرفیت و کمترین زمان شارژ و کمترین دما به‌دست می‌آید. برای مطالعه بهینه سازی حاضر، دقت و صحت آزمایش انجام شده توسط یک آزمون صحت‌سنجی تایید شده است. مطالعه حاضر اثبات کرده است که با تغییر خصوصیت‌های هندسی باتری می‌توان عملکرد آن‌را بهبود بخشید.
