효율적인 열 관리는 전기자동차(EVs)에 사용되는 리튬이온 배터리의 안전성, 내구성 및 성능을 유지하는 데 핵심적이다. 본 연구에서는 마이크로채널로 냉각되는 리튬이온 배터리 모듈에서 단일 및 하이브리드 나노유체의 열전달 특성을 평가하기 위해 종합적인 수치해석 연구를 수행하였다. 원통형 21700 셀로 구성된 5S7P 배터리 모듈에 대한 3차원 계산 모델을 개발하였다. 3C 고방전율 운전 동안의 배터리 발열은 Newman-Tiedemann-Gu-Kim(NTGK) 전기화학 모델을 사용하여 예측하였고, 냉각수 유동과 열전달은 질량, 운동량, 에너지에 대한 지배 보존 방정식을 이용하여 시뮬레이션하였다. 냉각 시스템은 원형 마이크로채널을 갖는 6개의 액체냉각 플레이트로 구성된다. 물-글리콜(50/50) 냉각수를 Al2O3 및 Cu의 여러 단일 나노유체와 비교하였으며, Al2O3-Cu, Al2O3-MWCNT, Al2O3-Graphene, Cu-MWCNT, Cu-Graphene의 하이브리드 나노유체도 함께 고려하여 냉각수 유량 1–5 LPM 범위에 걸쳐 평가하였다. 그 결과, 나노유체는 기존의 물-글리콜 냉각수에 비해 대류 열전달을 유의하게 향상시키고 배터리 온도를 낮추는 것으로 나타났다. 조사된 냉각수들 중에서, 1 LPM에서 작동하는 Al2O3-Cu 하이브리드 나노유체(0.45–0.45%)가 성능평가기준(PEC) 1.065로 최선의 전반적 열-유체 성능을 달성하였다. 추가 분석을 통해 나노입자 조성비를 살펴본 결과, Cu 우세 혼합물(Al2O3-Cu: 0.27–0.63%)이 PEC를 1.0657로 약간 향상시켜 냉각 성능이 근소하게 더 우수함을 시사하였다. 이러한 연구 결과는 전기자동차의 마이크로채널 기반 배터리 열관리 시스템에서 하이브리드 나노유체가 고도화된 냉각수로서 잠재력을 가질 수 있음을 보여주며, 특히 냉각수 유량이 중간 수준인 조건에서 그 가능성이 두드러진다.
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