Air-Cooled Battery Cooling Simulation Techniques Using Simulink and Simscape

리튬 이온 배터리는 셀 온도에 따라 복잡한 전기 저항 특성을 보이며, 이는 제조상의 어려움과 열 안전 문제를 야기한다. 이러한 문제를 해결하고 제조 및 운영 비용을 줄이기 위해서는 효율적인 배터리 팩 냉각 시스템이 필수적이다. 본 연구는 시뮬링크(Simulink)와 심스케이프(Simscape)를 활용하여 리튬 이온 배터리 팩의 열적 거동을 모델링하고 분석하는 공랭식 배터리 냉각 시뮬레이션 기법을 탐구한다. 운전 중 배터리 팩의 열 생성 및 방열 과정을 시뮬레이션하기 위해 시뮬링크와 심스케이프 환경 내에서 등가 회로 모델(ECM)을 고려하였다. 공랭식 시스템에서의 열 저항 및 냉각효율을 비교하였다. 모델에는 다양한 운전 조건과 구성에서 공랭식의 효과를 평가하기 위해 공기 흐름 역학과 대류 열 전달 계수가 포함되었다. 배터리 셀의 온도 분포, 전압 프로파일, 방전 상태(SOC)를 예측하기 위해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 제안된 시뮬레이션 기법은 공랭식 배터리 팩의 설계 및 최적화에 대한 유용한 정보를 제공한다. 연구 결과, 시뮬링크와 심스케이프를 사용하여 효과적으로 시뮬레이션된 공랭식이 리튬 이온 배터리의 열적 과제를 해결하여 안전성과 운영 성능을 향상시킬 수 있음을 보여주었다.