As CPU performance increases and lithium-ion batteries are increasingly used in electric vehicles, the demand for effective thermal management has become critical. Excessive heat can degrade performance and shorten system lifespan. To address the limitations of conventional air and liquid cooling methods, this study proposes a hybrid cooling system combining thermoelectric modules (TEMs) and phase change materials (PCMs). The TEM enables active cooling via the Peltier effect, while the PCM passively absorbs heat through latent heat storage. Experimental results show that the proposed system effectively delays temperature rise and maintains thermal stability. The system also benefits from enhanced natural convection in the liquid PCM phase, providing improved heat dissipation compared to air cooling.

CPU 성능의 향상과 전기차용 리튬이온 배터리 사용의 증가에 따라, 효과적인 열 관리의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 과도한 발열은 시스템의 성능 저하 및 수명 단축을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 기존의 공랭 및 수랭 방식의 한계를 극복하기 위해, 열전소자(TEM)와 상변화물질(PCM)을 결합한 하이브리드 냉각 시스템을 제안한다. TEM은 펠티어 효과를 통해 능동적인 냉각을 제공하며, PCM은 잠열 흡수를 통해 수동적으로 열을 제어한다. 실험 결과, 제안된 시스템은 발열체의 온도 상승을 효과적으로 지연시키고 열적 안정성을 유지하는 것으로 확인되었다. 특히, PCM이 액상으로 전이된 이후에는 자연대류 효과가 강화되어 공기 냉각보다 우수한 방열 성능을 나타냈다.

Keywords: 상변화물질(Phase Change Material), 열전소자(Thermoelectric Module), 열관리 시스템(Thermal Management System), 자연대류(Natural Convection)