电池技术是向零排放交通转变的主要推动力。然而，该技术广泛应用的一个主要障碍是需要将电池的温度保持在27℃的标准温度。传统的方法是乙二醇和水的混合物通过电池组循环冷却，但这种方法是不够的。相比之下，使用石墨烯纳米片(GNPs)可以改善传热，降低电池单元的温升。在本研究中，使用含有不同浓度GNPs(从0.001 vol%到0.01 vol%)的冷却剂对定制电池组进行了模拟，以评估其降低工作温度的有效性。采用拉格朗日方法对耦合欧拉连续相流体的离散相粒子进行了跟踪。结果表明，纯EG/Water冷却剂使系统的峰值温度降低了16.67%(60℃ – 50℃)，当加入0.03 vol% GNP时，峰值温度进一步降低到26.85℃(降低55.25%)。与纯混合物相比，仅添加0.001 vol%的GNPs，模型中峰值温度的差异从10℃增加到31.15℃。更高的导热系数，更大的表面积和更高的粒子比热容均归因于这种冷却性能的增强。
图1. 采用二维交错网格系统。
图2. 流体量的体积插值（左）和颗粒量的体积加权平均（右）。
图3. 电池组的 3D 模型。
图4. 模型的正交投影和等距投影。
图5. 没有 GNPs 的电池冷却。
图6. . 随着 GNP 成分的变化，峰值温度与初始温度相比的变化百分比。
图7. 0.003 vol% 的热传递。
图8. 随 GNPs 成分变化的最大热通量。
相关研究成果由尼泊尔加德满都大学工程学院机械工程系能源系统与技术研究实验室Ashim Joshi等人于2024年发表在Case Studies in Thermal Engineering (https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104267)上。原文：Effect of graphene nanoplatelets induced ethylene glycol/water mixture (50:50) fluid on lithium-battery cooling
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