배터리 열폭주 방지용 냉각기술 수치 평가

초록

전 세계적인 친환경 정책 이슈로 인한 에너지 시장의 성장은 ESS (Energy storage system)와 관련된 리튬이온전지 시장의 동반 성장을 불러오고 있다. 그러나 리튬이온전지를 사용한 ESS에서 화재사고가 발생하면 리튬이 함유된 전기화재 특성과 셀 단위 전지를 하우징하여 관리하는 구조적 특성으로 인해 화재 발생시 소화 약제의 침투가 어려워 기존 소화 시스템으로의 대처한계가 명확하다. 이러한 이유로 ESS는 화재 사전예방 및 확산방지 시스템에 대한 연구가 필요하며, 이 논문에서는 Computational fluid dynamics (CFD)를 활용하여 실제 적용이 용이한 냉각제인 Phase change material (PCM)과 열전소자의 냉각특성을 평가하였다. PCM을 활용한 냉각모델에서는 PCM의 질량과 승온 시간의 상관관계 분석을 통해 발열전지의 온도가 정상범위에서 벗어났을 때 PCM을 통한 온도조절이 가능함을 확인하였으며, 열전소자를 활용한 냉각모델에서는 200 W의 발열 조건에서 출력이 40 W인 모델의 해석결과를 통해 발열량과 열전소자의 출력이 단시간에 열평형을 이룰 수 있음을 확인하였다.

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