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Immersion cooling for lithium-ion batteries – A review

沉浸式(数学) 传热 核工程 水冷 材料科学 液体电介质 冷却液 电池组 机械工程 汽车工程 热力学 电池(电) 电介质 工程类 光电子学 物理 纯数学 功率(物理) 数学
作者
Charlotte Roe,Xuning Feng,Gavin White,Ruihe Li,Huaibin Wang,Xinyu Rui,Cheng Li,Feng Zhang,Volker Null,Michael A. Parkes,Yatish Patel,Yan Wang,Hewu Wang,Minggao Ouyang,Gregory J. Offer,Billy Wu
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:525: 231094-231094 被引量:263
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.231094
摘要

Battery thermal management systems are critical for high performance electric vehicles, where the ability to remove heat and homogenise temperature distributions in single cells and packs are key considerations. Immersion cooling, which submerges the battery in a dielectric fluid, has the potential of increasing the rate of heat transfer by 10,000 times relative to passive air cooling. In 2-phase systems, this performance increase is achieved through the latent heat of evaporation of the liquid-to-gas phase transition and the resulting turbulent 2-phase fluid flow. However, 2-phase systems require additional system complexity, and single-phase direct contact immersion cooling can still offer up to 1,000 times improvements in heat transfer over air cooled systems. Fluids which have been considered include: hydrofluoroethers, mineral oils, esters and water-glycol mixtures. This review therefore presents the current state-of-the-art in immersion cooling of lithium-ion batteries, discussing the performance implications of immersion cooling but also identifying gaps in the literature which include a lack of studies considering the lifetime, fluid stability, material compatibility, understanding around sustainability and use of immersion for battery safety. Insights from this review will therefore help researchers and developers, from academia and industry, towards creating higher power, safer and more durable electric vehicles.
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