來源：International Communications in Heat and Mass Transfer

原文：https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2024.107756

01 背景介紹

溫室氣體的大量排放導致全球氣候變暖加劇，人類必須為減緩氣候變化做出更多努力。巴黎氣候協定通過后，許多國家都提出了自己的碳中和發展目標和具體實施路徑。歐盟宣布2035年全面禁止燃油汽車。美國設定目標，到2030年，新能源汽車銷量將占汽車總銷量的50%。目前，中國是全球最大的電動汽車市場。電動汽車已成為引領全球綠色交通革命的重要交通工具，該領域的技術研究越來越受到產業界和學術界的關注。隨著現代科技的進步，仿生技術在熱科學的進步中發揮著越來越重要的作用。仿生技術可以為電池熱管理提供更優越的設計思路，推動電池熱管理技術邁上新臺階。目前，仿生技術在電池熱管理中的應用相對較少，尚處于起步階段。如何設計合理的仿生散熱結構，提升系統散熱效率和溫度均勻性，降低系統能耗和重量，是當今科研人員急需解決的問題。

02 成果掠影

近日，吉林大學高青教授、張天時教授、韓志武教授團隊從電池模塊溫度均勻性、系統能耗、輕量化三個方面，分析總結了仿生技術在電池熱管理提升中的貢獻。從生物體獨特的拓撲結構和表面形貌角度，梳理關鍵科學問題和最新研究進展，并提出未來可利用的其他新技術。團隊預計，隨著現代加工技術的不斷進步和仿生學新理論的出現，基于仿生學的電池熱管理技術和工業應用將獲得顯著的增長。研究成果以“Battery thermal management enhancement based on bionics”為題發表在《International Communications in Heat and Mass Transfer》。

03 圖文導讀

圖1 仿生學可以為電池熱管理提供優越的設計理念。

圖2 受分形結構啟發的仿生冷卻通道 A. 植物根系，分枝、葉和葉脈 B. 魚骨 C. 哺乳動物肺氣管。

圖3 仿生散熱結構的靈感來自生物的表面形態特征(a)鱷魚皮膚 (b)鯊魚皮膚 (c)巨嘴鳥的嘴和蛾的翅膀 (d)邊緣的形狀。

圖4 從生物體獨特的拓撲結構中汲取靈感，改善系統輕加權 A. 仿生冷卻結構(a)葉通風 (b)蜂巢 (c)珊瑚 B. 仿生鰭(a)根系 (b)蜂巢。

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