بهینه سازی الکتروشیمیایی باتری سرب-اسید با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی
چکیده
در تحقیق حاضر، بهینه سازی عددی یک سل از باتری سرب-اسید در حالت یک بعدی و با استفاده از حل عددی معادلات یکپارچة حاکم بر دینامیک باتری مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت راستی آزمایی، نتایج شبیه سازی عددی حاضر با نتایج عددی موجود در مقالات مقایسه و مطابقت خوبی مشاهده شده است. از آنجاکه باتری های سرب-اسید محتوای انرژی پایین و ابعاد و وزن بالایی دارند با استفاده از روش بهینه سازی ازدحام ذرات و ترکیب آن با برنامة رایانه ای توسعه داده شده اقدام به طراحی یک سل از باتری سرب-اسید با هدف انرژی بیشتر و ابعاد کمتر شده است؛ که این روش در مقایسه با روش های متداول تجربی حاضر که مبتنی بر سعی و خطا هستند بسیار کم هزینه تر و سریع تر می باشد. نتایج حاصل از بهینه سازی نشان داد که می توان با داشتن سل باتری با ابعاد مشابه سل پایه کنونی، سل باتری بهینه ای ساخت که دارای 83 درصد انرژی بیشتر باشد. همچنین نتایج نشان داد که می توان با تغییر ضخامت اجزاء، سل باتری سرب-اسید را به گونه ای طراحی نمود که با داشتن انرژی مشابه سل باتری پایه، حدود 23 درصد ابعاد و 25 درصد وزن کمتری داشته باشد.