전 세계적으로 지구 온난화의 환경 문제에 대하여 위기감을 심각하게 인식하고 있으며 이에 적극적으로 대응하기 위하여 모든 산업분야에서 탄소 배출량을 최소화하고자 노력하고 있다. 특히 자동차 산업에서는 이러한 환경규제에 대한 대책으로 대기로 배출되는 오염물질이 매우 적은 전기자동차로의 전환을 급속히 전환하고 있다. 그러나 전기자동차는 내연기관과 비교하여 배터리가 장착되기 때문에 무게가 15%~35%까지 무거워지는 단점이 있다. 자동차 무게 증가는 운동에너지 및 제동에너지가 커지고 이는 곧 브레이크 디스크의 크기를 키워야 하기 때문에 자동차의 무게를 더욱더 무겁게 하는 요인으로 작용된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 브레이크 디스크의 크기를 확대시켜도 무게가 증가하지 않는 경량화된 재료를 선택하여 제동능력을 향상시킬 수 있는 방안으로 탄소 세라믹 브레이크 디스크를 적용하는 것이 고려되고 있다. 하지만 브레이크 디스크가 가벼워지면 브레이크의 열용량이 작아져 제동시 발생하는 운동에너지가 열에너지로 변환되는 과정에서 온도가 급격하게 상승하게 된다. 제동장치가 고온으로 상승하여 빠르게 냉각되지 않으면 탄소 세라믹 브레이크 디스크 자체는 문제가 없지만 인접하고 있는 마찰재 PAD, 브레이크 캘리퍼 그리고 유압으로 작동되는 오일의 온도가 상승하여 제동성능이 급격하게 떨어지는 상황이 발생하게 되어 안전에 문제가 발생하게 된다.
이의 대한 해결방안으로 본 연구에서는 탄소 세라믹 브레이크 디스크의 부족한 열용량으로 온도상승을 억제할 수는 없지만 높아진 디스크의 온도를 최대한 빨리 냉각시킬수 있도록 디스크의 열전도를 높이는 방안과 함께 냉각채널을 최적화하여 브레이크 제동시 발생하는 온도가 빨리 냉각되도록 구조를 설계함으로써 제동성능을 향상시킬수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이를 통하여 브레이크 디스크의 부족한 열용량의 단점을 보완할 수 있는 가능성을 확인한다면 경량화된 탄소 세라믹 브레이크 디스크를 전기자동차에 적용을 확대시킬 수 있을 것이며 이는 곧 지구 온난화의 환경 문제 개선에 크게 기여할 것이다.