연료전지는 여전히 주로 상용차에 사용되고 있지만, 승용차용으로는 도요타, 혼다, 현대만이 제품을 생산하고 있습니다. 그러나 이 글은 승용차에 초점을 맞추고 있으며, 비교 대상 모델 또한 승용차이므로 도요타 미라이를 예시로 들겠습니다.
연료전지 열 관리 시스템은 다음과 같은 세 가지 주요 특징을 갖습니다.
연료 전지 반응기 열 방출 요구 사항
원자로는 수소-산소 반응이 일어나는 곳이며, 전기를 생산하는 동시에 열을 발생시킵니다. 온도가 상승하면 원자로의 방전 출력이 증가하지만, 이 열을 모을 수 없으므로 반응 생성물인 물과 원자로 냉각수가 함께 흐르면서 열을 방출해야 합니다.
또한 원자로의 온도를 일정하게 유지함으로써 구동 시스템에 대한 운전자의 동적 요구 사항을 충족하도록 출력 전력을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 원자로의 전력 전자 장치와 모터 인버터에서 발생하는 열은 겨울철 조종실 난방에 필요한 열의 일부로 활용될 수 있습니다.
원자로의 저온 시동 문제
연료 전지 원자로는 저온에서 직접 전기를 생산할 수 없으므로 정상 작동 모드에 들어가기 전에 외부 열로 예열해야 합니다.
이 시점에서 앞서 언급한 열 방출 회로를 가열 회로로 전환해야 하며, 이 전환에는 3방향 2방향 밸브와 유사한 회로 제어 밸브가 필요할 수 있습니다.
난방은 외부 열원을 통해 이루어질 수 있습니다.전기 PTC 히터배터리에서 전력을 공급받아 전기 가열을 합니다. 또한 반응기 자체에서 열을 발생시켜 반응으로 생성된 에너지를 열 형태로 반응기 본체를 예열하는 기술도 있는 것으로 보입니다.
부스터 냉각
이 부분은 앞서 언급한 하이브리드 자동차 파티와 다소 유사한데, 원자로의 출력 요구량을 충족시키기 위해서는 반응물인 산소량 또한 일정량 필요하므로 공기 흡입구를 가압하여 밀도를 높이고 산소의 질량 유량을 증가시켜야 합니다. 이러한 이유로 후부하 냉각이 필요하며, 온도 범위가 다른 구성 요소들과 비교적 유사하기 때문에 동일한 냉각 회로에 직렬로 연결할 수 있습니다.
순수 전기 자동차
결론적으로 말하자면, 순수 전기 자동차는 오늘날 시장에서 가장 인기 있는 차량입니다. 모든 주요 자동차 제조업체와 부품 공급업체는 전기 자동차의 열 관리 연구 개발을 진행해 왔습니다. 다음은 전기 자동차가 다른 유형의 차량과 다른 세 가지 주요 특징입니다.
겨울철 서식지 우려 사항
주행 가능 거리는 대부분 배터리 에너지 밀도, 차량의 전기 소비량, 풍압 저항과 같은 비열 관리 요소에 의해 결정되지만, 겨울철에는 그 영향이 상대적으로 적습니다.
조종석의 쾌적함과 고전압 배터리의 저온 시동을 위해 열 관리 시스템에서 많은 전력이 소모되며, 이로 인해 겨울철 주행 가능 거리가 크게 줄어드는 것이 이미 일반적인 현상이 되었습니다.
주된 이유는 순수 전기차 구동 시스템의 발열량이 엔진, 배터리보다 훨씬 많고 온도에 민감하기 때문입니다.
현재 일반적인 솔루션으로는 히트 펌프 시스템, 구동 시스템의 열, 그리고 압축기 사이클을 통한 주변 환경의 열을 이용하여 실내와 배터리에 열을 공급하는 방식 등이 있으며, 바이마르 EX5에도 이러한 방식이 적용되었습니다.디젤 히터디젤 연소열의 일부를 이용하여 배터리와 객실 예열을 제공하는 것(PTC 히터또 다른 장점은 배터리 자체 발열 기술입니다. 이 기술을 통해 배터리를 시동할 때 소량의 에너지로 각 배터리 유닛을 예열하여 외부 열 교환 회로에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 4월 20일
