Las baterías de iones de litio son una parte crucial de la electrificación del transporte. Se emplean varios sistemas de gestión térmica de baterías (BTMS) en vehículos eléctricos para un funcionamiento seguro y óptimo de la batería. Con el avance en la demanda de energía y la tecnología de baterías, hay un interés creciente en mejorar el rendimiento de los BTMS. La refrigeración líquida está ganando mucha atención recientemente debido a su mayor capacidad térmica en comparación con el aire. En este estudio, un BTMS refrigerado por aire es reemplazado por uno refrigerado por líquido con nanopartículas, y se modelan los impactos de diferentes nanopartículas y características de flujo. Además, se emplea un enfoque único que involucra análisis transitorios. Se evalúan los efectos del nanofluido en la mejora del rendimiento térmico de las baterías de iones de litio para dos tipos de nanopartículas (CuO y Al2O3) en cuatro diferentes concentraciones de volumen (0.5%, 2%, 3% y 5%) y tres velocidades de fluido (0.05, 0.075 y 0.1 m/s). Para simular el comportamiento del flujo del fluido y analizar la distribución de temperatura dentro del paquete de baterías, se utiliza un modelo de turbulencia k-. Los resultados indican que la eficiencia de enfriamiento del sistema puede mejorarse al introducir una concentración de volumen del 5% de nanofluidos a una velocidad de fluido más baja en comparación con el líquido puro. Al2O3 y CuO reducen la temperatura en un 7.89% y un 4.73% para la concentración de volumen del 5%, respectivamente. A partir del análisis transitorio, también se encuentra que durante 600 s de operación a la máxima potencia, la temperatura de la celda se encuentra dentro del rango seguro para el vehículo seleccionado con refrigeración por nanofluido. Se espera que los hallazgos de este estudio contribuyan a mejorar los BTMS cuantificando los beneficios del uso de nanofluidos para el enfriamiento de baterías tanto en condiciones de estado estacionario como transitorio.