本論文は、動力用バッテリーの適切な動作温度範囲を維持し、各種適用シナリオでバッテリーの安全かつ効率的な運用を保証することを目的とし、ある標準ケースの動力バッテリーパックに対して冷却プレートおよび浸漬式冷却システムを設計し、構造最適化を実施し、双方の冷却性能を比較研究した。結果は以下の通りである。構造最適化後、冷却プレート冷却のバッテリーパックは出口圧力損失が30 Pa、バッテリー表面の最高温度は31.65 ℃、表面最大温度差は6.51 ℃であった。一方、浸漬冷却のバッテリーパックは2 mmの絶縁浸漬作動流体でバッテリーを包み、標準ケースの作動流体充填量は10.93 L、出口圧力損失は22 Pa、バッテリー表面最高温度は28.49 ℃、表面最大温度差は2.39 ℃であった。シミュレーション結果と実験結果の比較により、性能データの誤差は2%以内であり、シミュレーションモデルの精度が高いことが示された。冷却プレートと浸漬冷却システムの冷却効果を比較したところ、最適化された浸漬冷却システムは元の冷却プレート冷却システムよりも優れており、入口流量は4 L/minから2 L/minに低減し、作動流体ポンプの消費を削減し、バッテリー表面の最大温度差が4.12 ℃低減し、バッテリー表面の温度均一性が向上した。研究により、冷却プレート冷却に比べて、浸漬冷却はバッテリー表面の平均温度、最高温度および表面温度差を低減する効果がより顕著であることが示された。

動力バッテリー; 冷却プレート; 浸漬冷却; 絶縁作動流体; 温度均一性