電池技術(shù)是向零排放交通轉(zhuǎn)變的主要推動力。然而，該技術(shù)廣泛應用的一個主要障礙是需要將電池的溫度保持在27℃的標準溫度。傳統(tǒng)的方法是乙二醇和水的混合物通過電池組循環(huán)冷卻，但這種方法是不夠的。相比之下，使用石墨烯納米片(GNPs)可以改善傳熱，降低電池單元的溫升。在本研究中，使用含有不同濃度GNPs(從0.001 vol%到0.01 vol%)的冷卻劑對定制電池組進行了模擬，以評估其降低工作溫度的有效性。采用拉格朗日方法對耦合歐拉連續(xù)相流體的離散相粒子進行了跟蹤。結(jié)果表明，純EG/Water冷卻劑使系統(tǒng)的峰值溫度降低了16.67%(60℃ - 50℃)，當加入0.03 vol% GNP時，峰值溫度進一步降低到26.85℃(降低55.25%)。與純混合物相比，僅添加0.001 vol%的GNPs，模型中峰值溫度的差異從10℃增加到31.15℃。更高的導熱系數(shù)，更大的表面積和更高的粒子比熱容均歸因于這種冷卻性能的增強。
圖1. 采用二維交錯網(wǎng)格系統(tǒng)。
圖2. 流體量的體積插值（左）和顆粒量的體積加權(quán)平均（右）。
圖3. 電池組的 3D 模型。
圖4. 模型的正交投影和等距投影。
圖5. 沒有 GNPs 的電池冷卻。
圖6. . 隨著 GNP 成分的變化，峰值溫度與初始溫度相比的變化百分比。
圖7. 0.003 vol% 的熱傳遞。
圖8. 隨 GNPs 成分變化的最大熱通量。
相關研究成果由尼泊爾加德滿都大學工程學院機械工程系能源系統(tǒng)與技術(shù)研究實驗室Ashim Joshi等人于2024年發(fā)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
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
