Bio-based phase change material for enhanced thermal management of batteries under different discharge rates and high ambient temperatures

材料科学 电子设备和系统的热管理 相变 冶金 热的 相(物质) 相变材料 复合材料 工作(物理) 温度测量 环境科学
作者
SR Shravan Kumar,G. Amba Prasad Rao
出处
期刊:Thermal science and engineering progress [Elsevier BV]
卷期号:: 104641-104641
标识
DOI:10.1016/j.tsep.2026.104641
摘要

• Numerical simulation on a Lithium-ion battery module. • Battery thermal management of Lithium-ion batteries with different phase change materials. • Influence of high ambient temperature. • Influence of different discharge rates. • Importance of bio-based phase change material. Maintaining electric vehicle (EV) batteries within a safe operating temperature range is essential to ensure optimal performance and extended lifespan. Passive thermal management using Phase Change Materials (PCMs) provides a reliable and energy-efficient method for achieving near-safe operation; however, their inherently low thermal conductivity limits effectiveness. As tropical regions typically experience ambient temperatures of 24–27 °C, which may rise above 40 °C in certain areas, the present study investigates the thermal safety of lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) batteries under elevated ambient conditions of 30, 35, and 38 °C under discharge rates of 3C, 6C, and 8C. Both organic and inorganic PCMs with a thickness of 4 mm are examined, with a focus on bio-based lauric acid, which demonstrates the most favourable thermal performance. To enhance heat dissipation, 0.5 mm and 1 mm copper sheets are incorporated as thermal conductivity enhancers, effectively reducing the peak temperature of a four-cell battery module. Increasing the convective heat transfer coefficient from 30 to 100 W/m 2 ·K further improved thermal regulation. The combined use of enhanced-conductivity PCMs and optimised cooling configurations (box and series type) proved effective, even at an ambient temperature of 38 °C. Results confirm that safe battery operation can be achieved without forced convection. A temperature reduction of approximately 17.6 % is observed with the best thermal management strategy. Simulations with a bio-PCM layer embedded with a 1 mm copper sheet showed higher liquid fractions and improved heat dissipation, demonstrating that hybrid PCM-based systems provide superior thermal regulation and operational safety for LiFePO 4 batteries in high-ambient-temperature environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
雪飞杨完成签到 ,获得积分0
2秒前
afterglow完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
求知小生完成签到 ,获得积分10
12秒前
法医秦明完成签到 ,获得积分10
12秒前
btcat完成签到,获得积分0
12秒前
期待完成签到 ,获得积分10
13秒前
jianhua完成签到,获得积分10
14秒前
飞飞wolf完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
修哥发布了新的文献求助10
16秒前
古德里安鸭子完成签到,获得积分10
16秒前
xing发布了新的文献求助10
19秒前
曾志伟完成签到,获得积分10
20秒前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
21秒前
奔腾小马完成签到 ,获得积分10
29秒前
lulu完成签到 ,获得积分10
31秒前
夕阳下仰望完成签到 ,获得积分10
31秒前
xing完成签到,获得积分10
33秒前
Much完成签到 ,获得积分10
36秒前
小巧如音完成签到,获得积分10
36秒前
如意抽屉完成签到 ,获得积分10
36秒前
码头完成签到 ,获得积分10
40秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
43秒前
一公里完成签到 ,获得积分10
49秒前
龚小丽完成签到,获得积分10
50秒前
w0r1d完成签到 ,获得积分10
53秒前
小二郎的应助被古德里安鸭子采纳,获得30
55秒前
杨纪春完成签到,获得积分10
55秒前
顺利怜菡发布了新的文献求助20
58秒前
烟花的应助被古德里安鸭子采纳,获得10
1分钟前
烟花的应助被古德里安鸭子采纳,获得10
1分钟前
yeeja完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ding的应助被古德里安鸭子采纳,获得10
1分钟前
Hello的应助被古德里安鸭子采纳,获得10
1分钟前
molihuakai的应助被古德里安鸭子采纳,获得100
1分钟前
Livtales完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Magic完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CODESSA 2000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7858357
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9376452
关于积分的说明 20704045
捐赠科研通 7457018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3346475
关于科研通互助平台的介绍 2488776
邀请新用户注册赠送积分活动 2370741