충진재의 열전도도 변화에 따른 수냉각 고전류 충전 케이블의 방열특성에 대한 수치해석 (Numerical Simulation of Heat-release Characteristics of Water-cooled High-current Charging Cable Based on Thermal Conductivity of Filler)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 43권 / 5호 / 361 ~ 370페이지
· 저자명 : 안지호, 김정현, 이교우

초록

전기 자동차의 고전류 급속 충전에 대한 요구가 증가함에 따라, 전선의 전기 저항에 의해 소산된 에너지로 인해 충전 케이블의 전선에서 발생된 열의 적절한 방출이 중요한 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 수냉식 고전류 충전 케이블의 방열 특성을 수치해석을 통하여 고찰하였다. 또한, 원활한 방열을 위하여 열원과 열침 사이 충진재의 적절한 열전도도를 제시하고자 한다. 해석대상 케이블의 길이는 5 m, 직경은 70 mm이며, 충진재의 열전도도는 0.1~9 W/m·K이다. 전류량이 400 A이고 냉각수가 사용되지 않는 경우, 고온부의 온도는 375.5 K로 상승하여 냉각수가 필요함을 알 수 있었다. 해석을 통해 케이블의 최대 온도, 외피의 최대 온도, 케이블 단면의 온도 분포 및 냉각수 및 대기로의 방열 비율을 계산하였으며, 이를 통해서 충진재의 적절한 열전도도로 3.0 W/m·K을 제안하였다.

영어초록

As the demand for rapid charging of high currents for electric vehicles increases, proper heat release of the heat generated in the copper wires of the charging cable due to dissipated energy by the electrical resistance of the wires has become a major issue. In this study, the heat-release characteristics of a water-cooled high-current charging cable were investigated through numerical analysis. In addition, the thermal conductivity of the filler material for efficient heat release is presented. The cable to be analyzed was 5 m long with a 70-mm diameter, and the thermal conductivity of the filler varied from 0.1 to 9 W/m·K. When the current was 400 A and cooling water was not used, the temperature of the electric wire increased to 375.5 K, which indicates that cooling water must be used. The maximum temperature of the cable, maximum temperature of the sheath, temperature distribution of the cable cross section, and heat dissipation fraction to the cooling water and atmosphere were all calculated. The appropriate thermal conductivity of the filler material was determined to be 3.0 W/m·K.

참고자료

· 없음