储能科学与技术, 2024, 13(8): 2597-2604 doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0230

储能材料与器件

新型迷你通道-相变热沉实验研究

李煜,1, 张俊雄2, 樊洪明,1

1.北京工业大学，绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室，北京 100124

2.中船重工(北京)科研管理有限公司，北京 100097

Experimental study of a novel mini-channel phase change heat sink

LI Yu,1, ZHANG Junxiong2, FAN Hongming,1

1.Beijing Key Laboratory of Green Building and Energy-Efficiency Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China

2.CSIC (Beijing) Research Management Co. , Ltd. , Beijing 100097, China

通讯作者: 樊洪明，教授，研究方向包括空气洁净技术、建筑节能，E-mail：fanhm@bjut.edu.cn。

收稿日期: 2024-03-15   修回日期: 2024-04-05  

基金资助: 国家重点研发计划.  2016YFB0601601

Received: 2024-03-15   Revised: 2024-04-05  

作者简介 About authors

李煜（1999—），女，硕士研究生，研究方向为芯片散热技术，E-mail：Li-yu@emails.bjut.edu.cn； E-mail：Li-yu@emails.bjut.edu.cn。

摘要

电子元件的集成化、微型化等特点加剧了芯片的热问题，基于相变材料的被动式冷却技术已无法满足功率波动的高功率电子设备的需求。本文将相变技术与主动冷却技术相结合，提出了一种用于风冷散热的新型迷你通道-相变热沉结构。该结构改善了相变材料导热性能差的问题，也解决了相变材料熔化后泄漏的问题。通过实验测试了不同热流密度、不同风速对其热控性能的影响，总结了热沉的蓄放热特性，并与未填充相变材料热沉的热控性能进行了对比。实验中热流密度变化范围为1.81~3.47 W/cm2，风速变化范围为0~4 m/s。研究表明：热流密度的增大和风速的降低均会导致热沉温控时间的缩短。2 m/s风速足以满足热流密度小于2.91 W/cm2的芯片散热需求，4 m/s风速可以在热流密度为3.47 W/cm2的情况下将热沉底面温度维持在70 ℃。与未填充相变材料热沉相比，本研究提出的热沉可以起到延长温控时长，降低稳态温度的作用。此外，风扇的开启可以有效缩短热沉的冷却时间，对于间歇性工作的电子设备具有重要的应用意义。研究结果可为迷你通道-相变热沉在实践中的应用提供参考依据。

关键词： 相变蓄热 ; 热控性能 ; 迷你通道 ; 风冷散热

Abstract

The integration and miniaturization of electronic components have aggravated the heat flux problem of chips. The passive cooling technology based on phase-change materials (PCMs) can no longer meet the requirements of high-power electronic devices with power fluctuations. This paper proposes a novel mini-channel phase-change heat sink structure for air-cooled heat dissipation by combining phase-change technology with active cooling technology. The structure improves the poor thermal conductivity of PCMs and resolves the leakage problem after PCM melting. The effects of different heat fluxes and air velocities on its thermal control performance are experimentally evaluated. The heat storage and release characteristics of hybrid heat sinks are summarized, and the thermal control performance is compared with that of unfilled PCM heat sinks. In the experiment, the heat flux is 1.81—3.47 W/cm2 and the airspeed is 0—4 m/s. The result shows that an increase in heat flux and a decrease in air velocity shorten the temperature control time. The 2 m/s air velocity is sufficient to meet the heat dissipation demand with a heat flux of less than 2.91 W/cm2. The 4 m/s air velocity can maintain the heat sink substrate temperature at 70 ℃ with a 3.47 W/cm2 heat flux. Unlike the unfilled PCM heat sink, the heat sink proposed in this study can extend the temperature control time and reduce the steady-state temperature. Furthermore, opening the fan can effectively shorten the cooling time of the heat sink, which is crucial for the application of electronic devices that work intermittently. This study's results can provide a reference for the practical application of mini-channel phase-change heat sinks.

Keywords： phase change thermal storage ; thermal control performance ; mini-channel ; air cooling

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本文引用格式

李煜, 张俊雄, 樊洪明. 新型迷你通道-相变热沉实验研究[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(8): 2597-2604

LI Yu. Experimental study of a novel mini-channel phase change heat sink[J]. Energy Storage Science and Technology, 2024, 13(8): 2597-2604

电子设备向着集成化、小型化发展，电子器件的热负荷急剧增加。据相关研究，55%的电子设备故障是由于热问题引起的[1]。电子设备为减小发热，往往会设计为间歇性工作或根据负载调整功率，其显著特点是最大热通量明显高于平均热通量。按照基本功耗设计冷却系统，然后结合其他技术兼顾峰值负载是较为理想的设计方案。

相变材料具有熔化潜热高、相变温度波动小等优异性能，被广泛应用于电子设备热管理。为了解决相变材料导热性能差的问题，研究人员提出了多种解决方法，如添加翅片[2-4]、添加泡沫金属[5-6]、使用微纳米材料[7-8]。其中，翅片易于制造且性价比高，是最常用的方法[9]。基于相变材料的被动热管理技术已广泛应用于小功率的电子设备，但相变材料储存的热量只能通过自然对流缓慢释放到环境中。当相变材料完全熔化后，热管理系统将失去冷却能力。

主动冷却技术与相变材料(phase change material，PCM)技术的结合不仅可以保证热管理系统的稳定性，还可以提高散热系统运行的经济性。电子设备热管理中最常见的方法就是使用风扇、水泵等设备驱动全热流体来增强对流换热。与相变材料相结合的液冷技术一般为微通道技术。Zhu等[10]提出一种以复合材料PCM为主要散热，微胶囊相变浆料(micro-encapsulated phase change slurry，MEPCS)为潜热回收的混合BTMS(电池热管理系统，battery thermal management systems)耦合方法。Ren等[11]建立了PCM耦合的微型通道冷却板模型，用于优化BTMS。解决了电池的温度特性和相变材料的熔化问题。Chen等[12]提出了一种封装有相变材料的蜂窝结构微通道热沉。研究表明，采用蜂窝微通道封装相变材料的混合散热器具有良好的温度均匀性和传热性能。液冷系统虽然散热能力强，但主要缺点是系统复杂、自重大及泄漏风险。风冷散热由于其便捷安全、可靠性高，仍是最常用的散热方法。Krishnan等[13]采用实验和数值模拟相结合的方法，研究了热管集成PCM辅助散热器在强制风冷条件下的瞬态热性能。研究结果表明热管与PCM辅助热沉的集成在性能上有显著的提高。Kong等[14]提出了一种两级通道的混合式相变材料-风冷散热器。研究表明，两级通道可以有效降低相变材料在操作期间的平均温度，使相变材料沿流动方向更均匀地熔化，有利于减少凝固时间。Wang等[15]设计了一种基于相变材料的双层螺旋散热片，研究表明，强制风冷的存在可防止热点的形成，将系统性能提高7.71%。

综上，在电子芯片的散热技术领域，相变材料与主动冷却技术相结合的混合式热沉在温控方面表现卓越。迷你通道散热技术具有高表面积/体积比，具有均温性能好，体积小巧等优点。PCM材料封装到迷你通道中，可以在一定程度上克服相变材料导热性能差的问题，同时也解决了PCM熔化后泄漏的问题。迷你通道散热技术往往与液冷散热技术相结合，少有研究针对微通道内填充PCM的混合式热沉进行研究。针翅式结构作为一种广泛应用且具有高传热系数的热沉形状，在混合式热沉相关领域的研究也鲜有涉及。因此，本文以消费级CPU为研究对象，提出了一种新型的迷你通道-相变热沉，设计并搭建了相应的实验台，以探究其热控性能。电子芯片的工作温度很大程度上影响了机器工作寿命和稳定性散热不良。研究表明，当电子器件的工作温度达到70~80 ℃时，每升高1 ℃性能降低5%，失效率随着器件温度的上升呈指数规律增长[16]。为了评估热沉控温时长，参考前人研究[17-18]，将热沉底面的临界温度设置为80 ℃。

1 实验设计

1.1　热沉设计

本文提出了一种复合翅片结构的新型迷你通道-相变热沉，综合考虑传热面积、CPU尺寸、安装孔距等因素，确定了热沉结构，如图1所示。热沉长度为60 mm，宽度为60 mm，高度为33 mm，由3系铝合金制成。热沉包含三部分：铝制金属基座、相变材料、铝制针翅片。基座有20个通道，每个通道宽2.5 mm、高10 mm。相变材料被封装于这些通道中。基座顶部均布224个针翅片，翅片长2.4 mm，宽1.2 mm，高20 mm，翅间距为2.3 mm×1.5 mm。

图1

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图1   热沉模型及实物图

Fig. 1   Schematic diagram and photo of heat sink


石蜡作为有机相变材料的一种，具有相变潜热大，相变体积变化小，相变区间宽，一般不出现过冷和相分离现象、腐蚀性低以及价格低廉等优点，是目前相变热沉中应用最广泛的相变材料之一[9]。Khan等[19]研究也表明，石蜡与金属容器最相容。实验选择PCM-A-53石蜡作为相变材料，性能参数如表1所示。相变材料的添加量为23.5 g，对应于5172.5 J的潜热量。

表1   相变储能材料热物性

Table 1  Thermal properties of PCM

物性类值
相变温度/℃51.6~58.2
相变潜热/(J/kg)220000
比热容/[J/(kg·K)]2000
密度(固/液)/(kg/m3)830/730

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1.2　实验系统

为了分析相变热沉的控温性能，搭建了实验台并开展了风道实验，如图2所示。实验系统主要分为4个部分：加热模块、风洞、待测热沉、数据收集模块。

图2

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图2   实验原理图

Fig. 2   Experimental schematic diagram


加热模块由3个功率相同的加热棒并联连接调压器后，置入铜块组成。通过功率计PF-9800对加热功率进行监测。铜块外敷设40 mm厚的聚氨酯保温板，保温板外敷设铝箔。该加热方式的漏热率小于1%，经前人研究已证实了其可靠性[20]。为减小接触热阻，在铜块与热沉连接表面均匀涂抹含银硅脂。9个T型热电偶置于深度为30 mm的小孔中监测铜块温度，用于计算铜块的实际热流密度。铜块表面设有凹槽，4个T型热电偶置于凹槽中，用于监测热沉底面温度。热沉两侧装有亚克力盖板以观察相变材料的熔化过程。亚克力盖板与热沉通过绝缘导热硅胶紧密连接，避免石蜡泄漏。透明盖子的导热率非常低，故在实验过程中，盖子实际上不会被加热。

风道由5 mm亚克力材料制作而成，见图2(b)。较长的测试段可避免风机引起的温升，保证到达热沉的空气温度与室温相同。风机可控制进口风速在0~5 m/s范围内。使用风速仪TSI-9565-P连接毕托管在风道测点处测量风速，通过九点计数法计算得到平均风速。

实验室环境封闭，实验人员数固定，4个热电偶用于监测环境温度。实验期间环境温度为20 ℃，温度波动不超过1 ℃，可以排除环境温度对实验结果的影响。

1.3　实验工况

为评估不同工况下的热控性能，热流密度分别设定为1.81 W/cm2，2.36 W/cm2，2.92 W/cm2，3.47 W/cm2，对应加热功率分别为65 W，85 W，105 W，125 W。风道风速分别设定为0 m/s(风扇关闭)，2 m/s，4 m/s。实验流程如下：调节轴流风机转速直至风速达到设定值。保持风机转速不变，调节变压器，使加热器以所需功率持续加热，当5 min内热沉底座热电偶温度读数波动不超过1 ℃或底座温度达到80 ℃时，关闭加热器。待热沉底面温度冷却到室温，结束实验。

1.4　数据处理

实际热流密度为：

q=λΔTΔx

实际输入热功率为：

Q=13∑i=13qi·Ac

热沉热阻计算为：

R=Tb-T∞Q

实验误差分为直接误差和间接误差。实验装置中各仪器不确定度如表2所示。

表2   仪器不确定度

Table 2  Uncertainty of instruments

仪器型号物理量相对不确定度
多功能通风表TSI-9565P风速± 1.5%
数据采集器Agilent 34970A——
热电偶T型温度± 0.1 ℃
功率计PF-9800功率± 0.5%

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间接测量的误差利用误差传递公式进行计算：

δy=∑i=1n∂y∂xiδxi212

实验中主要参数的不确定性分析如表3所示。

表3   主要参数的不确定性分析

Table 3  Uncertainty analysis of the main parameters

物理量范围相对不确定度
q1.81~3.47 W/cm20~0.73%
R0~10~2.49%

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2 实验结果及分析

2.1　热控性能分析

图3为风扇关闭时，不同热流密度对应的热沉温度-时间变化曲线。热沉的储热量及针翅与外界环境的散热量固定，所以相变材料熔化时间会随着热流密度的增加而缩短。在3.47 W/cm2、2.91 W/cm2、2.37 W/cm2和1.81 W/cm2的热流密度下，控温时长分别为170 s、240 s、330 s 和500 s。随着石蜡状态的变化，热沉的热阻也会发生变化，热沉的温度变化是非线性的。

图3

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图3   风扇关闭时温度-时间变化

Fig. 3   Temperature-time plot with fan off


4种热流密度下，热沉底面温度的变化趋势类似，均存在三个主要阶段：第一阶段热沉底面温度急剧升高，此时石蜡尚未熔化，热量以导热方式通过铝质热壁面传至石蜡。第二阶段底面温度增长速度减缓，是石蜡相变潜热吸收的主要阶段。紧贴受热底面的石蜡最先熔化并在通道底部形成糊状区。由于金属材料的热导率远大于固态石蜡，且顶部翅片促进了散热，通道两侧金属壁面下部温度高，上部温度低，形成温度梯度。通道下部壁面的导热作用强于液态石蜡的自然对流，紧贴通道下部壁面的石蜡随后熔化，液态石蜡在通道底部形成U形区并逐渐向侧壁上部及通道内部扩张。随着加热时间的增长，石蜡熔化量增多，在通道内部形成尖锐的熔化峰。液体PCM区域的扩张使得自然对流强度增大，浮力诱导作用增强，传热速率升高。这一过程中，PCM的变化如图4所示。由于固体石蜡密度大，实验后期还观察到固体石蜡在重力作用下沉降到通道底部，固体石蜡在导热及自然对流双重作用下迅速熔化。第三阶段热沉温度增长速度加大，此时石蜡完全熔化，液态石蜡被加热。

图4

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图4   典型熔化过程

Fig. 4   Typical melting process


图5为2 m/s风速下，不同热流密度对应的热沉温度-时间变化曲线。在3.47 W/cm2热流密度作用下，风扇的开启使得控温时长延长至270 s，相比于风扇未开启时增加了100 s。当热流密度为2.91 W/cm2和2.37 W/cm2时，风扇的开启使得热沉底面温度分别稳定在74.7 ℃和61.5 ℃。而在1.81 W/cm2的热流密度下，热沉底面温度并未达到相变材料熔点。风扇的开启使得热沉顶部的针翅片对流换热系数增大，同等热流密度下，显热散热量加大。同等时间下，PCM吸收的热量减小，熔化时间延长，底面温升速度减缓。实验结果也说明，对于本研究提出的热沉，2 m/s风速足以满足Q＜2.91 W/cm2的芯片散热需求。

图5

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图5   2 m/s风速温度-时间变化

Fig. 5   Temperature-time plot with 2 m/s velocity


图6为4 m/s风速时，不同热流密度对应的热沉温度-时间变化曲线。在热流密度为2.91 W/cm2、2.37 W/cm2时，风速的增大使得800 s内热沉的底面温度分别维持在69.9 ℃和59.3 ℃。而热流密度为2.37 W/cm2和1.81 W/cm2时，热沉底面温度并未达到相变材料熔点。高风速可以有效控制热沉底面温度，4 m/s风速已经可以满足本研究中的最大散热需求。

图6

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图6   4 m/s风速温度-时间变化

Fig. 6   Temperature-time plot with 4 m/s velocity


2.2　典型工况蓄放热特性

图7及图8分别是热流密度为3.47 W/cm2，风扇不开启与风速为4 m/s两种情况下，一个实验周期内的热沉底面温度变化。可以发现，热沉的放热也存在三个阶段，其底面温度变化规律与蓄热阶段类似。第一阶段为无凝固的显热放热阶段，热沉底面温度急剧减小。第二阶段是凝固阶段，这一阶段的特征是温度减小速度变缓。第三阶段为石蜡完全凝固后显热放热阶段，开始于相变材料凝固完成的地方，热沉底面温度下降速度加快。

图7

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图7   风扇关闭时一个实验周期内的温度-时间变化

Fig. 7   Temperature-time plot during a test cycle with the fan off


图8

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图8   4 m/s风速时一个实验周期内的温度-时间变化

Fig. 8   Temperature-time plot during a test cycle with 4 m/s velocity


风扇不开启时，热沉底面温度从室温升高到80 ℃，用时约160 s，从80 ℃冷却到室温，却需要1.5 h。对于间歇使用或周期性功率变化的电子设备，如果不能在设备关闭或低功率状态下及时凝固相变材料，使底面温度降到室温，则热沉在下一个工作周期内的控温效果将会受到影响。风扇的辅助可以大大改善这种情况，当风速为4 m/s时，热沉工作时间延长了4倍以上，冷却时间缩短了约8.3倍。

2.3　热沉性能评价

在4 m/s风速，3.47 W/cm2热流密度下，有/无PCM填充的热沉底面温度变化如图9所示。经计算，在散热达到平衡状态时，未填充PCM热沉的热阻为0.50 ℃/W，填充PCM热沉的热阻为0.39 ℃/W。可以发现，未填充PCM的热沉在100 s内底面温度快速升高，随后温度逐渐稳定在80 ℃。填充PCM的热沉，底面温度达到稳定所需的时间延长了约300 s，散热达到平衡状态时的底面温度下降了约10 ℃。这主要是由于，PCM的加入不仅可以储蓄热量，在PCM完全熔化后，还可以持续吸收显热。热沉底面温度与临界温度还有一定的差距，说明必然存在一个较低的风速，可以使相变热沉底面温度接近但不超过临界温度。在这一风速下，当热沉散热达到平衡时，底面温度维持在80 ℃，热沉的蓄热量保持不变，输入热量完全通过翅片与空气的对流换热转移到空气中。与最大风速相比，热沉的换热表面平均温度增大，因此可以在较小的风速下，以较小的对流换热系数达到平衡状态。

图9

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图9   热控性能对比

Fig. 9   Comparison of thermal control performance


3 结 论

本文提出了一种复合翅片结构的新型迷你通道-相变热沉，实验研究了热沉散热性能、蓄放热特性及有无填充PCM对热沉散热性能的影响，主要结论如下：

（1）风扇关闭情况下，针翅的散热量及PCM储热量有限，热沉底面温度均达到临界温度，PCM均完全熔化。由于PCM的蓄放热特性，加热阶段、冷却阶段的热沉温度变化随石蜡的熔化、凝固状态均存在三个主要阶段。热沉的控温时间随着热流密度的增大逐渐减小，最大控温时长为500 s，最小控温时长为170 s。

（2）在加热阶段，风扇的开启可以促进针翅片外表面对流换热，有效延长控温时长，降低热沉底面温度。随着风速的增大，热沉底面温升逐渐减缓。在冷却阶段，风扇的开启可以大大缩短冷却时间，这有利于热沉在下一个工作周期中发挥最佳散热效果，对于间歇性使用的电子产品具有重要的应用意义。

（3）在最大热流密度情况。最大风速工况下，热沉底面温度仅达到70 ℃，且此时PCM已完全熔化。与未填充PCM的热沉相比，散热达到平衡时，其底面温度下降了约10 ℃，热阻减小了0.11 ℃/W。适当降低风速，可以使热沉底面不超过临界温度且不至于消耗太多能量，迷你通道-相变热沉具有一定的节能潜力。

符 号 说 明

Ac 铜块截面积，m2
Q 实际热输入功率，W
q 实际热流密度，W/m2
R 热阻，℃/W
Tb 热沉底面平均温度，℃
T∞ 环境温度，℃
xi 组成函数y的独立自变量
y 由n个独立自变量组成的函数
ΔT 铜块不同高度温差，℃
Δx 不同测点的距离，m
δy 函数y的相对不确定度
δxi 自变量xi 的相对不确定度
λ 铜块导热系数，W/(m·K)

参考文献

PEDRAM M, NAZARIAN S. Thermal modeling, analysis, and management in VLSI circuits: Principles and methods[J]. Proceedings of the IEEE, 2006, 94(8): 1487-1501. DOI: 10.1109/jproc.2006.879797.

[本文引用: 1]

罗意彬, 段文超, 严景好, 等. 双翅片矩形相变储能单元蓄热性能实验研究[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(2): 405-415. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0627.

[本文引用: 1]

LUO Y B, DUAN W C, YAN J H, et al. Experimental study on heat storage performance of a double-fin rectangular phase change energy storage unit[J]. Energy Storage Science and Technology, 2024, 13(2): 405-415. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0627.

[本文引用: 1]

AL-OMARI S A B, MAHMOUD F, QURESHI Z A, et al. The impact of different fin configurations and design parameters on the performance of a finned PCM heat sink[J]. International Journal of Thermofluids, 2023, 20: DOI: 10.1016/j.ijft.2023.100476.

王君雷, 徐祥贵, 孙通, 等. 一种螺旋翅片式相变储热单元的储热优化模拟[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(2): 514-522. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0415.

[本文引用: 1]

WANG J L, XU X G, SUN T, et al. Simulation of heat storage process in spiral fin phase change heat storage unit[J]. Energy Storage Science and Technology, 2021, 10(2): 514-522. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0415.

[本文引用: 1]

王凡, 杜昭, 阳康, 等. 泡沫金属内嵌石蜡水平蓄器内凝固放热实验[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(11): 3667-3673. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0291.

[本文引用: 1]

WANG F, DU Z, YANG K, et al. Experimental study on solidification of metal foam composite phase change material in a horizontal heat storage tube[J]. Energy Storage Science and Technology, 2022, 11(11): 3667-3673. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0291.

[本文引用: 1]

张金亚, 周文博, 程紫漪漪. 基于LBM的泡沫金属与翅片相变储能系统性能对比分析[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(2): 598-607. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0570.

[本文引用: 1]

ZHANG J Y, ZHOU W B, CHENG Z. Performance comparison of metal foam and fin phase-change energy storage system based on LBM[J]. Energy Storage Science and Technology, 2024, 13(2): 598-607. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0570.

[本文引用: 1]

李顺, 黄建国, 何桂金. 木质素基碳/硫纳米球复合材料作为高性能锂硫电池正极材料[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(1): 270-278. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0524.

[本文引用: 1]

LI S, HUANG J G, HE G J. Lignin-based carbon/sulfur nanosphere composite as a cathode material for high-performance lithium-sulfur batteries[J]. Energy Storage Science and Technology, 2024, 13(1): 270-278. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0524.

[本文引用: 1]

张琦, 李银雷, 栗艳芳, 等. 膨胀石墨/多壁碳纳米管基共晶盐复合相变材料的制备及热特性[J]. 储能科学与技术, 2023, 12(8): 2435-2443. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0245.

[本文引用: 1]

ZHANG Q, LI Y L, LI Y F, et al. Preparation and thermal characterization of expanded graphite/multiwalled carbon nanotube-based eutectic salt-composite phase change materials[J]. Energy Storage Science and Technology, 2023, 12(8): 2435-2443. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0245.

[本文引用: 1]

LIU Y, ZHENG R W, LI J. High latent heat phase change materials (PCMs) with low melting temperature for thermal management and storage of electronic devices and power batteries: Critical review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2022, 168: DOI: 10.1016/j.rser.2022.112783.

[本文引用: 2]

ZHU W H, LEI F, ZHONG H, et al. Latent heat recovery of composite PCM for hybrid BTMSs based on micro-encapsulated phase change slurry[J]. Journal of Energy Storage, 2023, 72: DOI: 10.1016/j.est.2023.108330.

[本文引用: 1]

REN H L, DANG C, YIN L F, et al. Optimization research on battery thermal management system based on PCM and mini-channel cooling plates[J]. Case Studies in Thermal Engineering, 2024, 53: DOI: 10.1016/j.csite.2023.103880.

[本文引用: 1]

CHEN Y N, ZHUANG Y J, FENG J C, et al. Numerical investigation on flow and heat transfer characteristics in honeycomb-like microchannel heat sink encapsulated with phase change material[J]. Applied Thermal Engineering, 2023, 232: DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2023.121060.

[本文引用: 1]

S R A K, SIVAN S, V C M, et al. Experimental and numerical investigation of solid-solid phase change material assisted heat sink with integrated heat pipe for electronic cooling[J]. Journal of Energy Storage, 2023, 59: DOI: 10.1016/j.est.2022.106494.

[本文引用: 1]

KONG D K, ZHANG Y C, LIU S T. Design of additively manufactured hybrid PCM-air heat sink with a two-stage channel for enhancing thermal performance[J]. Applied Thermal Engineering, 2023, 218: DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2022.119325.

[本文引用: 1]

WANG Y, JASIM D J, MOHAMMAD SAJADI S, et al. Experimental study of phase change material (PCM) based spiral heat sink for the cooling process of electronic equipment[J]. Ain Shams Engineering Journal, 2024, 15(7): DOI: 10.1016/j.asej.2024.102793.

[本文引用: 1]

BLACK J R. Electromigration—A brief survey and some recent results[J]. IEEE Transactions on Electron Devices, 1969, 16(4): 338-347. DOI: 10.1109/T-ED.1969.16754.

[本文引用: 1]

肖玉麒, 曾轶, 范利武, 等. 大功率短时加热条件下相变储能式热沉瞬态性能及其优化的实验研究[J]. 工程热物理学报, 2014, 35(3): 533-537.

[本文引用: 1]

XIAO Y Q, ZENG Y, FAN L W, et al. An experimental study of transient performance and its improvement of a phase change heat storage-based heat sink under high-power pulsed heating[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2014, 35(3): 533-537.

[本文引用: 1]

FARZANEHNIA A, KHATIBI M, SARDARABADI M, et al. Experimental investigation of multiwall carbon nanotube/paraffin based heat sink for electronic device thermal management[J]. Energy Conversion and Management, 2019, 179: 314-325. DOI: 10.1016/j.enconman.2018.10.037.

[本文引用: 1]

KHAN Z, KHAN Z, GHAFOOR A. A review of performance enhancement of PCM based latent heat storage system within the context of materials, thermal stability and compatibility[J]. Energy Conversion and Management, 2016, 115: 132-158. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.02.045.

[本文引用: 1]

XU Y R, FAN H M, SHAO B X. Experimental and numerical investigations on heat transfer and fluid flow characteristics of integrated U-shape micro heat pipe array with rectangular pin fins[J]. Applied Thermal Engineering, 2020, 168: DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.114640.

[本文引用: 1]

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