동력 배터리 직냉 시스템의 온도 제어 성능에 대한 냉매 상 변화의 영향을 분석하기 위해 본 논문은 배터리 등가 회로 모델과 열저항 네트워크 모델을 기반으로 하는 전열 결합 해석 방법을 제안하고, 대표 배터리 직냉 시스템의 이산화 모델을 구축하여 AMESim을 이용해 직냉 시스템의 온도 응답을 수치 연구하였다. 실험 데이터를 이용해 비교 검증하였으며, 매개변수 연구를 통해 동력 배터리의 국부 온도 제어 성능을 분석하고 2 C 고속 충전 및 순환 충방전 작업 상태에서 직냉 시스템의 온도 제어 성능을 확보하였다. 결과는 다음과 같다: 직냉판 내 냉매의 기액 2상 영역과 과열 단상 영역의 변화는 시스템 성능에 유의한 영향을 미치며, 기존 액냉 시스템에 비해 2상 영역은 배터리 최고 온도를 28.3% 낮출 수 있으나, 과열 영역에서는 심각한 열 전달 저하가 발생하여 배터리 최고 온도가 크게 상승하고 최대 온도 차가 급격히 증가한다. 2 C 작업 조건에서 냉매가 2상 열교환에서 단상 열교환으로 전환될 때, 표면 열전달 계수는 약 73.6% 감소하여 해당 배터리 셀 온도가 약 12~14 ℃ 상승한다; 냉매 온도가 너무 낮으면 배터리 수직 방향 온도 차가 과도하게 커져 직냉 시스템의 실제 적용을 제한한다; 냉매 증발 압력을 높이고 양측에 직냉판을 배치하면 배터리의 수직 방향 온도 차를 효과적으로 줄일 수 있으나, 과열 현상이 시스템 성능에 미치는 영향은 제거하기 어렵다.

배터리 열 관리; 직냉 시스템; 전열 결합 모델; 상 변화; 과열