This study presents a novel hybrid thermal management system (HTMS) leveraging the mature technology of mini-channel cold plates (MCPs) and the superior thermal properties of phase change material (PCM). For single-cell scales to study their hybrid structures, it is found that the structure of 3channel and 5 mm PCM can reduce the battery temperature from 64.45 °C to 42.83 °C for a 2C discharge by 33.55 %. Furthermore, this study investigates the influence of coolant flow rate, temperature, and PCM thickness on the thermal management system. The findings indicate that HTMS can fulfill thermal management tasks that are not possible with the single-side PCM cooling system, while simultaneously saving 13 times the energy compared to the single-side MCPs cooling system to achieve the similar effect. For battery-pack scales to study their coupled structures, and the results show that the PCM alone effectively cools the battery, reducing its temperature from 55.34 °C to 42 °C at an ambient temperature of 35 °C during low-multiplication discharge. Furthermore, under the New European Driving Cycle (NEDC) condition, the battery pack temperature is maintained within 30 °C with a temperature difference of 0.03 °C, highlighting the exceptional performance of HTMS.

An experimental platform to examine the effects of single-phase immersion preheating on lithium-ion battery performance at low temperatures was set up in this study. The performance of lithium-ion batteries at low temperatures can be improved through immersion preheating. After preheating from −15 °C to 15 °C, the battery capacity can recover to over 80 % of its rated capacity. The three influencing factors are inlet flow rate, fluid temperature, and cell spacings. The inlet temperature exerts the most influence on the preheating performance. The warming rate can reach 1.63 °C/min at a temperature of 50 °C. While the increase in flow rate has less influence on the heating rate, it has a greater impact on the temperature difference between cells. The maximum temperature difference between cells can still be kept below 4 °C. The impact of spacing on the heating rate and temperature difference is minimal. The temperature difference can be controlled within 6 °C. Finally, it's important to note that immersion preheating consumes significant amount of energy. The energy consumption of preheating at an ambient temperature of −25 °C exceeds 80 % of the rated capacity of the experimental battery pack.

Droplet evaporation plays a crucial role in many engineering situations involving the transport and computation of sprays. It becomes a challenging issue in fluid dynamics if vaporization occurs in high temperature and pressure environments, especially across critical conditions due to the uncertainty of interactions between droplet and ambient gas. In this study, an experimental system capable of recording droplet morphology and temperature in high temperature and pressure conditions was constructed. The evaporation characteristics of methyl oleate droplet with initial diameters between 0.9 and 1.1 mm was investigated at various ambient pressures (atmospheric to 2.0 MPa) and temperatures (573–873 K). The results revealed that the evaporation process of methyl oleate droplet consisted of three stages: the transient heating stage, steady state evaporation stage, and slow evaporation stage. The third stage occurred due to the gradual decomposition of methyl oleate in the later period of evaporation. The lower the ambient temperature, the earlier the third stage appeared. At lower pressure conditions, the evaporation rate and lifetime of the droplet exhibited a relatively gradual variation with temperature. However, at higher pressure conditions, both the evaporation rate and lifetime changed exponentially with temperature. The influence of pressure on the evaporation rate depended greatly on the ambient temperature and the state of the droplet. In general, droplet across the critical pressure experienced a significant reduction in the evaporation rate. However, this reduction disappears once the ambient temperature is far beyond the critical temperature.