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초록·키워드
본 연구에서는 각형 LFP 배터리 팩의 액체냉각 시스템에서 냉각유로 형상에 따른 열적·유동적 특성을 수치해석적으로 분석하였다. 280 Ah급 LFP 배터리 셀 4개와 알루미늄 냉각판 5개로 해석모델을 구성하고, 직선형 병렬유로(Model A), 사행형 유로(Model B) 및 횡방향 연결유로(Model C)를 대상으로 COMSOL Multiphysics를 이용한 열유동 해석을 수행하였다. 모든 모델에 동일한 입구속도 0.1 m/s를 적용하였으며, 0.5C와 1C 조건에서 1,800초 동안의 과도 열응답, 최대온도 및 셀 간 온도균일성을 비교하고 냉각유체의 유동분포와 압력강하를 분석하였다. 해석 결과, Model C는 0.5C와 1C에서 최대온도가 각각 26.239℃와 27.650℃로 가장 낮았으며, Model B는 셀 간 평균온도 편차가 각각 0.242℃와 0.475℃로 가장 작아 온도균일성 측면에서 우수하였다. 압력강하는 Model C에서 16.485 Pa로 가장 낮았고, Model B에서 74.558 Pa로 가장 크게 나타났다. Model A의 압력강하는 19.291 Pa로 산정되었다. 따라서 냉각유로 형상에 따라 온도 저감, 셀 간 온도균일성 및 유동저항에서 서로 다른 특성이 나타났으며, 각형 LFP 배터리 팩의 냉각유로 설계에서는 최대온도, 온도균일성 및 압력강하를 독립적인 성능지표로 구분하여 함께 고려할 필요가 있다.
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