본 연구는 상변화 물질(phase-change materials, PCMs)과 다양한 열저장 방법을 활용하여 차량 예열(warm-up) 성능을 향상시키는 방안을 조사하였다. 주요 목적은 엔진 냉각 과정에서 손실되는 열에너지를 이용하여 냉간 시동 성능을 개선함으로써 연료소비와 배출가스를 감소시키는 데 있다. PCMs를 포함하는 열저장 장치를 개발하고, 4, 8, 16, 24 h의 침적(soaking) 기간 동안 온도 변화 및 열전달을 측정하여 시험하였다. 그 결과, 각 침적 기간 4, 8, 16, 24 h에서 각각 591, 489, 446, 315 kJ의 열전달이 나타났다. 예열 시간과 관련하여, 열저장 장치의 사용은 70 °C에 도달하는 데 필요한 시간을 최대 24.45%까지 감소시켰으며, 모든 침적 기간에서 유의미한 감소가 관찰되었다. 예열 시간의 이러한 감소는 엔진 안정화의 신속화로 직접 이어지며, 이는 연료 효율의 비례적 향상과 CO2를 포함한 배출가스의 감소로 연결된다. 본 연구 결과는 엔진 예열 성능을 개선하는 데 PCMs의 효과를 입증하며, 에너지 효율성과 실제 적용상의 고려사항 간의 균형을 맞추기 위해 열저장 시스템을 최적화하는 것이 중요함을 강조한다. 또한 실험 데이터는 계산 시뮬레이션의 검증을 위한 유용한 기준 정보(benchmark)를 제공하여, 자동차 열관리 시스템의 추가 최적화를 가능하게 한다. PCM 기반 열저장 장치를 통합하면 차량의 예열 성능을 크게 향상시켜 연료소비를 줄이고 배출가스를 낮출 수 있다.