리튬이온 배터리에서의 열폭주(thermal runaway, TR)는 전기자동차(EV)에 대해 중대한 안전 위험을 초래하며, 흔히 화재 또는 폭발로 이어진다. 열폭주를 완화하기 위해서는 배터리 팩 케이스(BPC) 내부에서 열 전파를 지연시키거나 억제할 수 있는 열보호 전략이 필요하다. 본 연구는 난연성 BPC 설계를 제안하고, CFD 기반 열 해석과 다중규모 실험 검증을 결합한 접근을 통해 그 효과를 평가한다. CFD 모델에서는 열폭주 동안의 열 부하를 시뮬레이션하기 위해 1107 °C의 열원 온도를 적용하였으며, 냉각수 유량은 17 L/min으로 설정하였다. 재료 수준의 검증은 고온 시편 시험을 통해 수행되었는데, 난연성 패드를 목표 1100 °C까지 가열하되 5분 동안 허용 오차 ±10%를 적용하였다. 가열하지 않은 면(이면, backside)의 온도는 160 °C 미만을 유지하였다. 전규모 평가는 BPC 상부 케이스를 500 °C를 초과하는 온도에서 10분간 가열하는 방식으로 수행되었으며, 이면 온도는 150 °C 미만으로 유지되었다. 모듈 수준의 TR 실험에서도 난연성 층이 외부 온도를 240–260 °C에서 150 °C 미만으로 낮추는 효과가 추가로 확인되었다. 결과는 제안된 설계가 열 침투를 효과적으로 지연시키고 외부 안전 한계치를 유지함을 보여주며, 더 안전한 EV 배터리 시스템 개발을 위한 실용적 지침을 제공한다.

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