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      • 전기 자동차 배터리 팩 간접 수냉식 열관리 시스템 1-D 모델 개발 및 냉각 특성 분석

        현재규(Jaegyu Hyeon),장윤상(Yunsang Jang),김태우(Taewoo Kim),조혜림(Hyelim Cho),김용재(Yongjae Kim),박성진(Sungjin Park) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

        최근 환경오염을 막기위한 연비 및 배기가스 규제들의 등장으로 기존 내연기관에 비해 적은 공해를 일으키는 EV, HEV, PHEV 등의 차량에 관심이 모아지고 있다. 이러한 차량들의 배터리로서, 높은 에너지 밀도와, 가벼운 무게, 낮은 자가 방전율 등의 이점을 지닌 리튬이온 배터리가 각광받고 있다. 리튬이온 배터리는 적정 온도 범위를 벗어나게 되면 내부 저항변화로 인한 성능 저하가 발생한다. 게다가 차량에서는 수십 개의 셀을 직렬, 병렬로 연결하여 사용하기에 각 셀의 발열과 외부의 영향으로 적정 온도를 유지하는데 어려움이 있다. 때문에 배터리를 적정 온도로 유지하기 위한 열관리 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 수십 개의 셀들로 구성된 PHEV용 리튬이온 배터리 팩의 간접 수냉식 열관리 시스템 모델을 개발하였다. 모델은 냉각 채널, 냉각핀, 셀, 패드 등으로 구성된 배터리 팩을 MATLAB/Simulink를 사용하여 1-D 모델로 개발하였고, CFD 결과로 검증하였다. 이 모델은 발열량, 배터리 팩 구성품의 구조와 재질, 주변 환경 온도의 영향이 반영되도록 개발되었다. 모델을 이용하여 구성 요소들의 형상, 재질 변경하고, 그에 따른 셀의 온도 분포, 최고∙ 최저 온도, 평균 온도 변화 등을 비교 분석하였다.

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