マイクロチャネルヒートシンク（microchannel heat sink、MCHS）は、高い熱伝達係数（heat transfer coefficient、HTC）とコンパクトな構造により、バッテリ熱管理システム（battery thermal management system、BTMS）において広範な応用が期待されている。パワーバッテリーの温度均一性に対する厳しい要求に対応して、本稿では単相液冷および二相液冷のマイクロチャネルヒートシンクにおける温度均一性最適化の研究進展をレビューし、温度不均一の形成メカニズム、構造最適化手法、製造の実現可能性を分析した。結果として、単相液冷マイクロチャネルの温度不均一は並列チャネルにおける流量分布不均や冷却液の流路に沿った温度上昇によって引き起こされ、入口・出口配置の最適化、マニホールド構造の改善、生物模倣/トポロジカルな流路の採用、可変密度の乱流発生構造の設置によって温度分布を効果的に改善できることが示された。二相液冷マイクロチャネルの温度均一性は流量分布と気泡挙動の双方に影響され、表面改質および特殊構造によって気液相分布を制御する必要がある。比較分析により、単相流の最適化は液相流動分布の改善と下流の熱交換強化に重点を置き、二相流の最適化は気泡挙動の制御が鍵となることが明らかになった。さらに、複雑なマイクロチャネル構造の工学的応用は製造コスト、加工精度、長期信頼性の制約を受けている。研究結果は、BTMSにおけるMCHSの温度均一構造設計および工学的応用の参考となる。

マイクロチャネル;温度均一性;構造最適化;単相流;二相流