In this research, we propose the direct cooling using dielectric nanofluids for electric vehicle battery. Dielectric nanofluid is a mixture of fluid and nanometer-sized particle which can maintain the stable dispersion condition longer than the conventional mixture. The characteristics of dielectric nanofluids are high performance of heat transfer and absolute electric insulation. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and silicone oil are used to synthesize of dielectric nanofluid and high molecular surfactant are used for stable dispersion. For application of dielectric nanofluid in direct cooling, thermal properties of dielectric nanofluids such as thermal conductivity, natural convection heat transfer coefficient, viscosity, dispersion stability and electric insulation are investigated. Using transient hot-wire method, considerable enhancement of the heat transfer performance is observed and very low viscosity comparable to the water is measured by viscometer. In addition, dispersion stability of dielectric nanofluid is confirmed by measuring degradation of the extinction coefficient with on time. Consequently, these results show that dielectric nanofluid can be applied to electric devices cooling and we are hopeful that this technology will bring innovation in industry of electric devices.
나노유체란 금속, 금속 산화물, 탄소입자 등과 같은 나노미터 크기의 작은 입자가 포함되어있는 혼합물을 의미한다. 기존의 마이크로미터 이상의 크기를 가지는 입자가 포함된 혼합물의 경우에는 혼합 이 후에 입자 간의 van der Waals force에 의하여 쉽게 응집되고 침전물이 발생한다. 반면에 나노유체는 입자의 Brownian motion에 의해 장기간 안정적인 분산상태를 유지하고, 더 나아가 마이크로미터 크기의 입자일 경우보다 같은 부피 분율에서 표면적이 1000배 이상 넓다는 형상학적 이점을 통해 열전도도의 비약적인 향상이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 장점을 가지는 나노유체를 전기자동차 배터리 냉각에 적용하기 위해 전기 절연성이 확보되어 접촉식 냉각방식에 적합하고, 기존의 절연성 유체보다 열전달 성능이 향상된 절연성 나노유체를 합성하였다. 또한 이에 대한 기본적인 열, 유체적 물성치를 측정하여 효율적인 냉각방식에서 활용될 수 있는 물질과 그에 대한 기본적인 정보를 제시하고자 하였다.
