Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/9524
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorRashid, Muhammad Mahbubur, PhDen_US
dc.contributor.advisorRahman, Md. Ataur, PhDen_US
dc.contributor.authorMollik, Md. Saziben_US
dc.date.accessioned2020-10-06T01:34:28Z-
dc.date.available2020-10-06T01:34:28Z-
dc.date.issued2020-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/9524-
dc.description.abstractDeveloping rapid charging protocols for lithium-iron-phosphate (LiFePo4) battery is a key issue for a wider deployment of electric vehicles. A combined experimental and analytical study has been performed to investigate the rapid charging and heat generation characteristics of lithium-iron power battery in the present work. The effect of the internal temperature of the battery has been investigated during the medium, fast, and rapid charge process. The main drawback of LiFePo4 battery is overcharge, overcurrent, extreme condition the separator will melt causing internal short-circuit, the battery will take longer time for charging, and high temperature which affects longevity, efficiency, and battery life cycle. Experimentally investigate the LiFePo4 battery charging characteristics and temperature rise behavior are carried out based on 1C, 2C, and 2.5C charging rate. Moreover, the constant current-constant voltage (CC-CV) charging method has been applied for medium, fast, and rapid charging and analyzing the battery internal temperature using N-type thermistor. Battery charging and thermal management system have been developed based on battery charging performances and levels of raised temperature. Refrigerant-134a cooling system is capable to maintain battery temperature within 20oC~40oC range. Battery charging voltage, current, SOC and battery rasing temperature has been monitor during the charge of LiFePo4 battery. On the other hand, MATLAB/Simulink based custom-designed tool was developed. A dynamic model of lithium-iron-phosphate battery is proposed in this research by considering the significant temperature and capacity fading effects. Results have shown that the LiFePo4 battery can be used for rapid charging up to 85% by maintaining the condition for lifespan of the battery and to shorten the charging time. The simulation results showed that the battery charging model can truly reflect the dynamic output characteristic of lithium-iron batteries. The simulation and experimental results show that the battery can be charged around 1 hour and 55 minutes for medium charging (SOC 100%), 56 minutes for fast charging (SOC 100%) and nearly 31 minutes for rapid charging (SOC 85%). In the experiment, LiFePo4 battery was tested with different charging rates (1C, 2C, and 2.5C). The prototype charger can control battery charging systems for different charging rates such as medium, fast and rapid charging and also able to monitor raised temperature of the battery. Additionally, high charging current has been used for rapid charging where the SOC is 85% due to battery performance. The developed model of a battery charging system shows good performances with several control methods. The LiFePo4 battery operating temperature range is 20oC~40oC where this range has been exceeded for fast, and rapid charging and the experimental battery temperature becomes nearly 47oC. This is why the thermal management system has been developed for fast and rapid charging to control battery temperature. The Variable Frequency Driver (VFD) can control compressor motor frequency where the frequency range is 25Hz-60Hz. Battery average charging temperature has been kept below 25oC, which helps battery performance and lifetime. The evaporator average surface temperature is 14oC which helps for better performance while rapid charging. Experimental results have shown good agreement with simulation results where the maximum variation has been found around 7% only.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020en_US
dc.subject.lcshElectric vehiclesen_US
dc.subject.lcshElectric vehicles -- Batteriesen_US
dc.titleDevelopment of thermal management control system of electric vehicle battery chargingen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100418029MdSazibMolliken_US
dc.description.identifierThesis : Development of thermal management control system of electric vehicle battery charging /by Md. Sazib Molliken_US
dc.description.kulliyahAhmad Ibrahim Kulliyyah of Lawsen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.degreelevelDoctoralen_US
dc.description.abstractarabicيُعَدُّ تطوير بروتوكولات الشحن السريع لبطارية ليثيوم فوسفات الحديد LiFePo4 قضية رئيسة لانشار أوسع للمركبات الكهربائية. لقد تم استخدام الراسة التجريبية والدراسة التحليلية سوية للتحقق من مؤشرات الشحن السريع وتولد الحرارة في البطارية العاملة بطاقة الليثيوم والحديد في العمل الحالي . لقد تم اختبار تاثير الحرارة الداخلية للبطارية خلال عملية الشن المتوسط والسريع .ان العائق الرئيسي لشحن بطارية LiFePo4 هو الشحن الزائد، والتيار الزائد والظروف الشديدة تؤدي الى ذوبان الفاصل وبالتالي يؤدي الى حصول تماس كهربائي داخلي وان البطارية ستاخذ وقتا اطول في الشحن والى حرارة عالية يؤثران في طول عمر البطارية وكفاءتها، ودورة حياتها. تجريبيا تمَّ فحص سلوك خصائص بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePo4) للشحن السريع للبطارية وارتفاع الحرارة اعتمادا على خصائص معدل الشحن- 2.5C,2C,1C..اضافة لذلك لقد تم استخدام طريقة شحن بفولتية ثابتة وتيار ثابت (CC-CV) باستخدام شحن متوسط وسريع وتم تحليل الحرارة الداخلية للبطارية باستخدام ثرمستور نوع N . تم تطوير شحن البطارية وتطيوير نظام ادارة الحرارة اعتمادا اداء شحن البطارية ومستويات الحرارة المرتفعة. ان نظام التبريد Refrigerant-134a قادر على الحفاظ على درجة حرارة البطارية في نطاق 20 – 40 درجة مئوية تم مراقبة فولتية شحن البطارية والتيار و SOC ودرجة حرارة البطارية ومن ناحية اخرى . تم تطوير اداة مصممة خصيصا باستخدام MATLAB / Simulink . تم اقتراح نموذج ديناميكي لبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد في هذا البحث بمراعاة الحرارة ذات الحد التاثير المعنوي وتاثير تلاشي القدرة وأظهرت النتائج بان بطارية ليثيوم فوسفات الحديد يمكن استخدامه للشحن السريع وبنسبة 85% مع الحفاظ على حالتها فيما يخص فترة حياتها وتقليل الفترة اللازمة لشحنها. ان نتائج المحاكاةاظهرت أن نموذج شحن البطارية يعكس بصدق خصائص المخرجات الديناميكية لبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد. لقد اظهرت نتائج المحاكاة والنتائج التجريبية بان البطارية يمكن شحنها خلال ساعة و 55 دقيقة للشحن المتوسط (SOC 100%), و56 دقيقة للشحن السريع (SOC 100%), و 31 دقيقة للشحن المتسارع (SOC 85%) .تم اختبار بطارية ليثيوم فوسفات الحديد خلال التجربة باستخدام معدلات شحن مختلفة 2.5C,2C,1C .ان النموذج الاولي للشاحن بامكانه السيطرة على نظام شحن البطارية لمعدلات شحن مختلفة كالمتوسط والسريع والمتسارع وكذلك بامكانه مراقبة ارتفاع حرارة البطارية . اضافة لذلك فقد تم استخدام تيار شحن عالي في الشحن المتسارع عندما (SOC 85%)بسبب اداء البطارية .ان النموذج المطور لنظام شحن البطارية اظهر اداء وكفاءة جيدة مع طرق عديدة للسيطرة . ان حرارة تشغيل بطارية ليثيوم فوسفات الحديد كان في نطاق 20-40 درجة مئوية وفي حالة الشحن السريع والشحن المتسارع كانت حرارة تشغيل البطارية ترتفع خارج هذا النطاق وتصبح تقريبا 47 درجة مئوية. ولهذا السبب تم تطوير نظام ادارة الحرارة للشحن السريع والشحن المتسارع وذلك للسيطرة على حرارة البطارية .ان متحكم التردد المتغير (VFD) بامكانه السيطرة على مكثف محرك التردد حيث التردد في نطاق 60-25 هيرتز. تم المحافظة على معدل حرارة شحن البطارية تحت 25 درجة مئوية بما يساعد على كفاءة البطارية وعمرها .ان معدل حرارة سطح المبخر كان 14 درجة مئوية والتي تساعد على افضل اداء في حالة الشحن المتسارع . ان النتائج التجريبية اظهرت توافقا جيدا مع نتائج المحاكاة وكان اقصى حد للاختلاف بحدود 7% فقط.en_US
dc.description.callnumbert TL 220 M726D 2020en_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2020.en_US
dc.description.physicaldescriptionxxi, 176 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100418029MdSazibMollik_24.pdf24 pages file410.46 kBAdobe PDFView/Open
t11100418029MdSazibMollik_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file5.4 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Page view(s)

66
checked on May 18, 2021

Download(s)

56
checked on May 18, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.