Experimental equipment for searching caloric values of batteries by using water to exchange caloric values

Abstract

This study aims to determine the heat generated during the charging and discharging of lithium-ion batteries using water as a medium for heat exchange and to compare this with the heat measurement method using a Thermostatic chamber. The experiment was conducted with an initial water temperature of 28°C, using two types of lithium-ion batteries, Vapcell F35 18650 and INR 18650-320, at charging and discharging rates of 0.5C, 1C, and 1.5C. The results revealed that the temperature within the system continuously increased in accordance with the charging and discharging rates, both when using water and the Thermostatic chamber. The Vapcell F35 18650 battery released more heat than the INR 18650-320 at low charging and discharging rates, while at a discharge rate of 1C, the INR 18650-320 released more heat. Additionally, the heat generated by the water pump in the system remained low and almost unchanged across all charging and discharging rates. A comparison between the two experimental methods showed that the heat values were similar. Water as a medium demonstrated higher efficiency in heat transfer in an environment with continuous water flow, while the Thermostatic chamber provided accurate heat measurements but was less effective in simulating heat transfer compared to water.

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาค่าความร้อนที่เกิดจากการประจุและคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยใช้น้ำเป็นตัวกลางในการแลกเปลี่ยนความร้อน และเปรียบเทียบกับการวัดค่าความร้อนที่ใช้ Thermostatic chamber การทดลองดำเนินการที่อุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำที่ 28°C และใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 2 ชนิด ได้แก่ Vapcell F35 18650 และ INR 18650-320 ในอัตราการประจุและคายประจุต่างๆ ที่ 0.5C, 1C และ 1.5C โดยผลการทดลองพบว่าอุณหภูมิในระบบจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตามอัตราการประจุและคายประจุ ทั้งในขณะที่ใช้น้ำและใช้ Thermostatic chamber แบตเตอรี่ Vapcell F35 18650 พบว่ามีการปล่อยความร้อนมากกว่าแบตเตอรี่ INR 18650-320 ในอัตราการประจุและคายประจุต่ำ ในขณะที่อัตราการคายประจุที่ 1C แบตเตอรี่ INR 18650-320 ปล่อยความร้อนมากกว่า นอกจากนี้ค่าความร้อนที่เกิดจากการทำงานของปั้มน้ำในระบบมีค่าน้อยและไม่เปลี่ยนแปลงตามอัตราการประจุหรือคายประจุ การเปรียบเทียบผลจากการทดลองทั้งสองวิธีพบว่าค่าความร้อนมีแนวโน้มใกล้เคียงกัน โดยการใช้น้ำเป็นตัวกลางมีประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนที่ดีในสภาพแวดล้อมที่มีการไหลเวียนของน้ำ ขณะที่ Thermostatic chamber สามารถให้ค่าความร้อนที่แม่นยำแต่ไม่สามารถจำลองการถ่ายเทความร้อนได้เท่าน้ำ