수냉식 리튬이온 배터리 모듈의 유체 유동 패턴에 따른 방열 성능 분석

Analysis of Heat Dissipation Performance Based on Fluid Flow Patterns in a Liquid-Cooled Lithium-Ion Battery Module

리튬 이온 배터리 시스템의 고출력 및 고용량 요구가 증가하면서, 배터리 내부에서 발생하는 열 에너지 밀도도 증가하고 있다. 이러한 과도한 열은 배터리 수명을 단축시키고 안전성 문제를 야기할 수 있기 때문에, 효과적인 배터리 열 관리 시스템(Battery Thermal Management System, BTMS)의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 두께의 Baffle 구조를 적용한 수냉식 냉각 시스템을 통해 배터리 셀의 온도 분포와 방열 성능을 분석하였다. 연구 결과, Baffle 구조가 셀의 평균 온도 및 온도 균일성에 영향을 미치며, 이를 통해 최적의 방열 성능을 도출할 수 있는 설계를 제안하였다.

As the demand for high-capacity and high-output lithium-ion battery systems grows, the heat energy density within the battery also increases. This excess heat can shorten battery life and cause safety concerns, making the development of effective Battery Thermal Management Systems (BTMS) essential. In this study, we analyzed the temperature distribution and cooling performance of battery cells by applying various thicknesses of Baffle structures in a water-cooling system. The results show that the Baffle configuration affects the average temperature and temperature uniformity of the cells, leading to an optimal design that maximizes cooling performance.