전기차 배터리 열관리의 냉각 효과 강화를 위해 본 연구에서는 상변화 재료 방열판을 최적화하는 생체모방 상어 비늘 구조를 제안하고 축방향 공기냉각을 결합하여 배터리 온도를 제어하였다. 배터리 발열 특성을 실험한 후 3차원 모델을 구축하여 자연대류, 공기냉각, 공기냉각과 PCM 결합, 공기냉각과 생체모방 최적화 PCM 결합의 배터리 냉각 상태를 시뮬레이션하고 비교 연구하였다. 결과에 따르면 2C 방전율 조건에서 공기냉각과 생체모방 최적화 PCM이 결합된 경우 배터리 온도 상승은 순수 자연대류 대비 33.6%이며, 배터리 표면 평균 온도는 41.8℃로 배터리를 적절한 온도 범위 내로 제어할 수 있다. 또한 생체모방 구조는 공기통로 입출구의 압력 강하를 4% 감소시켜 팬 에너지 소비를 효과적으로 줄인다.

배터리 열관리; 복합 상변화 재료; 생체모방 최적화; 공기냉각