编辑推荐：
为解决锂离子电池高放电时温度过高、分布不均等问题，研究人员探究仿生鳍片（海豚背鳍、鱼形）与混合纳米流体（Fe?O?–SWCNT）在微通道的冷却效果。发现两类鳍片均提升散热，鱼形鳍片性能更优，为电池热管理提供新策略。
随着新能源产业的蓬勃发展，锂离子电池凭借高能量密度和长寿命等优势，在电动汽车、储能系统等领域得到广泛应用。然而，其在高放电速率下会产生大量热量，导致电池组温度过高且分布不均，不仅影响电池容量和使用寿命，还可能引发安全隐患，如热失控等。因此，高效的热管理成为保障锂离子电池安全与性能的关键挑战。
为应对这一难题，研究人员开展了 “Enhanced thermal management of lithium-ion batteries using hybrid nanofluids in finned mini-channels: Energy and entropy analyses” 相关研究。尽管文档未明确提及研究机构，但其成果发表在《Engineering Science and Technology, an International Journal》。该研究旨在开发更高效的电池冷却系统，通过引入仿生设计和新型冷却介质，提升电池在高负荷下的热稳定性。
主要关键技术方法
研究采用时间相关的数值模拟方法，结合用户定义函数（UDFs）模拟电池单元的非稳态生热过程。构建了三种微通道冷板模型：传统矩形通道、海豚背鳍形鳍片通道和鱼形鳍片通道，并填充 Fe?O?–SWCNT 混合纳米流体作为冷却介质。通过 ANSYS FLUENT 软件进行仿真，设置对称边界条件以降低计算成本，采用 SIMPLE 算法处理压力 - 速度耦合，验证了模型的准确性。
研究结果
不同通道结构的温度控制效果
仿真结果显示，在放电过程中，传统矩形通道电池组的最高温度（Tmax）约为 310.5 K，而鱼形鳍片通道将 Tmax降至 309.45 K，降幅超 1 K。温度差异（ΔTdiff）方面，传统设计在放电后期电池间 ΔTdiff可达 7.7 K，而海豚背鳍和鱼形鳍片通道能更有效控制温度均匀性，延长 ΔTdiff低于安全阈值（5 K）的时间。
对流换热与压力损失
海豚背鳍和鱼形鳍片分别使对流换热系数（h）提升 20.18% 和 43.04%，表明其显著增强了热交换效率。然而，鳍片结构也导致压力降（ΔP）增加，海豚背鳍和鱼形鳍片的 ΔP 分别为传统通道的 3.56 倍和 2.06 倍，体现了热性能提升与流动阻力之间的权衡。
熵分析与综合性能评价
熵分析表明，海豚背鳍和鱼形鳍片分别使总熵生成减少 28.59% 和 14.12%，其中海豚背鳍结构在降低热熵生成方面更具优势。通过性能评价标准（PEC）衡量，鱼形鳍片的 PEC 值达 1.12，较海豚背鳍提升 42.87%，显示出更优的综合热流体性能。
与现有研究的对比
与采用 EG-2% Al?O?和 EO-2% Al?O?纳米流体的传统冷却方案相比，本研究中鱼形鳍片结合混合纳米流体的设计，在放电结束时（t=1800 s），最高温升分别降低 4.7 K 和 9.1 K，凸显了仿生设计与新型冷却介质的协同优势。
结论与意义
本研究通过仿生鳍片与混合纳米流体的创新结合，为锂离子电池热管理提供了高效解决方案。结果表明，仿生鳍片可显著提升热交换效率、降低熵生成，其中鱼形鳍片在综合性能上表现更优。尽管鳍片结构增加了流动阻力，但通过优化几何设计有望平衡热性能与能量消耗。该研究为电动汽车及储能系统的电池设计提供了新方向，推动了仿生学与纳米技术在能源领域的应用，对提升电池安全性、延长使用寿命具有重要工程价值。未来可进一步探索智能冷却系统集成与规模化应用，以加速技术落地。
