신소재를 활용한 열관리 시스템 해석과 시스템 레벨에서의 효과 분석

Q: 이 논문에서 정의한 배터리 열관리 시스템이란 무엇인가?

배터리 열관리 시스템(BTMS)은 전기자동차 배터리의 온도를 적정 범위 내로 유지하고 효율적으로 관리하여 배터리 수명 및 효율 저하를 방지하며, 과도한 발열로 인한 화재나 폭발과 같은 위험을 예방하는 필수적인 시스템이다. 이를 통해 배터리가 최적의 성능을 발휘하도록 돕는다.

Q: 전기자동차 배터리 열관리 시스템에 흑연을 적용할 경우 어떤 이점이 있는가?

연구 결과, 흑연(Graphite)을 배터리 열관리 시스템에 적용하면 기존 알루미늄 소재 대비 냉각 효과가 우수하여 배터리 온도를 효율적으로 제어할 수 있다. 또한, 흑연은 소재가 가벼워 배터리팩 경량화를 통해 차량의 주행거리를 늘리고 전비를 향상시키는 효과를 가져온다.

강민우; 한상현; 최웅철

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자료유형: 학술대회자료

저자정보: 강민우 (국민대학교) 한상현 (국민대학교) 최웅철 (국민대학교)

저널정보: 한국자동차공학회 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2018년 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회

발행연도: 2018.11

수록면: 1,324 - 1,332 (9page)

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The effective operating temperature of a lithium-ion battery is usually around 30 to 40 °C. If the temperature of the battery inside the electric vehicle is higher than the specified operating range, the life and efficiency of the battery may deteriorate. Also, in worst case, excessive battery heat may cause fire or explosion of the system. Therefore, Battery Thermal Management System (BTMS) is essential to keep battery temperature within the appropriate operating temperature range. In this study, the goal is to assess the applicability of newly developed material, mainly a carbon based graphite with enhanced thermal conductivity, as a medium to move the heat away from the cell in the BTMS. To verify applicability of the new material, ANSYS Fluent was used to perform thermal transfer analysis computationally and physical experiments using a heating element were carried out to strengthen results from the numerical analysis. Based on simulation results and supporting experimental results, current research provides the basis for the possible application of the new material as a part of advanced battery pack for successful EV thermal management. As mentioned in the conclusion section, it shows a clear advantage in the weight reduction area while keeping the thermal characteristics of battery pack as stable as required for the safe operation.

#Lithium-ion Battery (리튬 이온 배터리) #Electric Vehicle (전기자동차) #Battery Thermal Management System (배터리열관리시스템) #Graphite(흑연) #Battery Pack (배터리팩) #Conduction (열전도)

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