액체 매체 가열
차량의 액체 매체 열 관리 시스템에서는 일반적으로 액체 가열 방식이 사용됩니다. 차량 배터리 팩을 가열해야 할 경우, 시스템 내의 액체 매체가 순환 히터에 의해 가열된 후, 가열된 액체가 배터리 팩의 냉각 파이프라인으로 공급됩니다. 이 가열 방식은 높은 가열 효율과 균일한 가열 특성을 제공합니다. 또한, 적절한 회로 설계를 통해 차량 시스템 각 부분의 열을 효과적으로 교환하여 에너지 절약을 실현할 수 있습니다.
이 가열 방식은 세 가지 배터리 가열 방식 중 에너지 소비량이 가장 적습니다. 하지만 차량의 액체 매체 열 관리 시스템과 연동해야 하므로 설계가 복잡하고 액체 누출 위험이 있습니다. 현재 이 가열 방식의 활용률은 전기 가열막 방식보다 낮습니다. 그럼에도 불구하고 에너지 소비량과 가열 성능 면에서 큰 장점을 가지고 있어 향후 전기차 배터리 열 관리 시스템의 발전 추세가 될 것으로 예상됩니다. 대표적인 제품 예시:PTC 냉각수 히터.
저온 환경에서 전망 최적화
우리가 직면한 문제
배터리 성능은 저온 조건에서 저하됩니다.
리튬 배터리는 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동하면서 충전 및 방전 과정을 완료합니다. 연구에 따르면 저온 환경에서 리튬 이온 배터리의 방전 전압과 방전 용량이 크게 감소합니다. -20°C에서는 배터리의 방전 용량이 정상 상태의 약 60%에 불과합니다. 저온 환경에서는 충전 전력도 감소하고 충전 시간도 길어집니다.
냉간 시동 시 전원 차단
대부분의 운행 조건에서 저온 환경에 장시간 주차하면 차량 시스템 전체가 완전히 식게 됩니다. 이후 차량 시동을 다시 걸면 배터리와 실내 온도가 최적 작동 온도에 도달하지 못합니다. 저온 환경에서는 배터리 성능이 저하되어 주행 가능 거리와 차량 출력에 영향을 미칠 뿐만 아니라 최대 방전 전류도 제한되어 차량 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.
해결책
브레이크 열 회수
자동차가 주행 중, 특히 급가속 시에는 브레이크 시스템의 브레이크 디스크가 마찰로 인해 많은 열을 발생시킵니다. 대부분의 고성능 차량에는 효과적인 냉각을 위해 브레이크 에어 덕트가 장착되어 있습니다. 브레이크 에어 가이드 시스템은 차량 앞쪽의 차가운 공기를 앞 범퍼의 에어 가이드 슬롯을 통해 브레이크 시스템으로 유도합니다. 차가운 공기는 통풍식 브레이크 디스크의 층간 간격을 통과하면서 브레이크 디스크의 열을 식혀줍니다. 이 과정에서 발생하는 열은 외부로 방출되어 완전히 활용되지는 않습니다.
향후에는 열 집열 구조를 활용할 수 있습니다. 차량의 휠 아치 내부에 구리 방열 핀과 히트 파이프를 설치하여 제동 시스템에서 발생하는 열을 집열합니다. 브레이크 디스크를 냉각한 후, 가열된 뜨거운 공기가 핀과 히트 파이프를 통과하면서 열을 전달합니다. 이 열은 독립 회로로 전달된 후, 이 회로를 통해 히트 펌프 시스템의 열 교환 과정으로 다시 전달됩니다. 이렇게 제동 시스템을 냉각하는 동안 발생하는 폐열을 모아서 배터리 팩을 가열하고 따뜻하게 유지하는 데 활용할 수 있습니다.
중요한 중심지로서전기 자동차, 전기 자동차 열 관리 시스템관리합니다PTC 에어컨차량의 에너지 저장, 구동 및 실내 공간 간 열 교환은 차량 설계에 중요한 역할을 합니다. 배터리 열 관리 시스템을 설계할 때는 다양한 환경과 작동 조건을 고려하여 비용을 절감하는 동시에 차량의 모든 구성 요소가 적절한 작동 온도를 유지하도록 해야 합니다. 기존의 배터리 열 관리 시스템은 대부분의 작동 조건에서 배터리의 온도 제어 요구 사항을 충족할 수 있지만, 에너지 활용, 에너지 절약, 저온 작동 조건 등에서는 배터리의 단열 성능을 개선하고 완벽하게 할 필요가 있습니다.
게시 시간: 2024년 4월 29일
