직접 액체 냉각 기술은 에너지 밀도가 지속적으로 증가하는 전기 모터의 열 관리 성능을 향상시킬 잠재력이 있다. 그러나 직접 액체 냉각 기술은 전면 상용화를 위한 실용적 한계를 지닌다. 또한 통상적으로 사용되는 간접 액체 냉각은 고출력 밀도 전기 모터의 증가된 열 관리 성능에 대응하기 위해 더 높은 열저항을 요구한다. 따라서 본 연구는 고출력 밀도 전기 모터의 향상된 열 관리를 위한 차세대 냉각 전략으로서 하이브리드 직접–간접 오일 냉각 시스템을 제안한다. 최대 권선, 고정자 및 모터 하우징 온도, 열전달 계수, 마찰계수, 압력 강하, 성능 평가 기준(PEC)을 포함한 열전달 특성을 서로 다른 스프레이 홀 직경, 냉각수(오일) 체적 유량, 모터 발열 수준에 대해 조사한다. 계산 모델은 열전달 특성을 평가하기 위해 개발된 실험 결과와 5% 이내의 오차로 검증되었다. 결과는 스프레이 홀 직경이 냉각 성능에 유의미한 영향을 미치며, 더 큰 직경(1.7 mm)은 유압 저항을 감소시키지만 모터 온도는 약간 증가시키는 것으로 나타났다. 냉각수(오일) 체적 유량은 열 방출에 중대한 영향을 미쳤는데, 10~20 L/min(LPM)로의 증가는 각각 권선, 고정자, 하우징 온도를 22.05%, 22.70%, 24.02% 감소시켰다. 그러나 더 높은 유량은 압력 강하의 증가도 초래하여, 냉각 성능과 에너지 소비 간의 상충관계를 고려한 적절한 체적 유량의 선택이 중요함을 강조한다. 모터 발열 수준이 2.6 kW에서 8 kW로 증가함에도 불구하고, 하이브리드 직접–간접 오일 냉각 시스템은 모든 모터 구성 요소의 온도를 180 °C의 임계 한계 이하로 효과적으로 유지하였으며, 이는 고성능 전기 모터에 대한 적합성을 확인시켜 준다. 이러한 결과는 고출력 밀도 전기 모터의 열 안정성과 운전 효율을 보장하기 위한 제안된 차세대 냉각 전략의 개발 및 상용화에 기여한다.

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