효율적인 열 관리(thermal management)는 특히 전기자동차(EVs)에서 리튬이온 배터리의 성능, 수명, 안전성을 유지하는 데 매우 중요하다. 본 논문은 배터리 열관리 시스템(BTMS)용 냉각 플레이트를 설계하기 위한 다목적 위상 최적화(topology optimization, TO) 접근법을 제시하며, 평균 온도와 동력 소산(power dissipation) 모두의 최소화를 목표로 한다. TO 모델은 두 가지 기존 설계와 비교 평가(benchmark)되었다. 즉, 직선 채널(straight-channel) 기준 모델과 GM Volt EV에 사용된 구불구불한(serpentine-channel) 냉각 플레이트이다. 최적화된 TO 설계는 GM 모델과 비교하여 Re = 100에서 마찰 계수(friction factor)를 82% 감소시켰고, Re = 2100에서는 75.6% 감소시켰다. 또한 TO 모델의 성능 평가 기준(Performance Evaluation Criterion, PEC)은 기준 설계보다 약 58% 높았으며, Re = 2100에서 GM 모델보다 15% 높아 열 성능과 유압 성능의 우수한 균형을 나타냈다. 이러한 결과는 BTMS용 냉각 플레이트 설계에 열 관리 성능을 향상시키기 위한 위상 최적화의 잠재력을 보여주며, EV의 고출력 응용에서 효율성과 효과를 개선할 수 있음을 시사한다. • 다목적 TO는 EV 냉각 플레이트 성능을 유의하게 향상시킨다. • TO 접근법은 열 효율과 낮은 유동 저항을 효과적으로 균형 있게 조절한다. • 최적화된 설계는 GM 모델에 비해 마찰 계수를 82% 감소시킨다. • TO 모델은 기준 설계 대비 58% 더 높은 PEC를 달성한다. • GM 모델은 TO 모델에 비해 최대 온도가 9% 더 낮다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.