전기자동차용 배터리 냉각 및 이차 루프 통합 열관리 최적화 연구

Optimized battery cooling and secondary-loop integrated thermal management for electric vehicles

연구 내용

다중 카운터플로 냉각채널과 멀티포트 밸브를 적용해 압력강하와 열제거 성능을 동시에 만족하는 열관리 시스템을 설계하는 연구

전기자동차 배터리의 온도 구간을 만족시키기 위해 냉각채널 형상과 시스템 구성 변수를 동시에 다룹니다. 원통형 리튬이온 배터리 팩에서는 냉매 유동 경로를 카운터플로와 병렬형으로 비교하고, 압력강하를 낮추면서도 열제거 효율을 유지하는 다중 카운터플로 냉각채널을 제안합니다. 또한 2차 루프 기반 통합 열관리 시스템에서는 R290 냉매와 14-way 밸브를 결합하여 냉각 부하가 큰 주행 및 고속충전 조건에서 효율과 충전 소요시간을 평가합니다. 열적 성능과 구동에 필요한 시스템 부담을 함께 고려하는 설계 접근을 확보합니다.

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연구 흐름

배터리 열관리에서 채널 형상에 따른 열제거 성능과 압력강하의 상관을 규명하는 것으로 연구를 시작했습니다. 이후 배터리 모듈 온도 한계와 온도차 조건을 기준으로 냉각채널 구조를 재설계하고, 다중 카운터플로 방식으로 열효율과 시스템 부담의 균형을 달성하는 흐름으로 확장했습니다. 최근에는 이차 루프 통합 열관리 관점으로 확장하여 R290 냉매와 멀티포트 밸브 기반 제어 구조를 적용하고, 환경온도 변화 및 고속충전 열부하 조건에서 효율과 운전 지표를 비교 평가하는 연구를 수행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

다중 카운터플로 냉각채널 최적화
배터리 모듈 온도 균일도 설계
압력강하-열제거 트레이드오프 설계
냉매 R290 기반 열관리 구성
14-way 멀티포트 밸브 제어 구조
이차 루프 통합 열관리 시스템 설계
주행 및 고속충전 열부하 대응
냉각 채널 형상 기반 설계 규칙
시스템 효율 평가 방법론
열유체기기 기반 차량 열관리 패키징