리튬 배터리 팩 모듈은 주로 배터리와 자유롭게 조합된 냉각 및 방열 장치로 구성됩니다. 이 둘은 상호 보완적인 관계를 가지고 있습니다. 배터리는 신에너지 자동차에 동력을 공급하는 역할을 하며, 냉각 장치는 작동 중에 배터리에서 발생하는 열을 처리합니다. 방열 방식에 따라 사용되는 방열 매체도 다릅니다.
배터리 주변 온도가 너무 높을 경우, 이러한 소재들은 열전도성 실리콘 개스킷을 전달 경로로 삼아 냉각 파이프 안으로 원활하게 들어가 배터리 셀과 직접 또는 간접 접촉을 통해 열을 흡수합니다. 이 방법의 주요 장점은 배터리 셀과의 접촉 면적이 넓어 열을 고르게 흡수할 수 있다는 것입니다.
공랭식 냉각 방식 또한 배터리 냉각에 흔히 사용되는 방법입니다.PTC 공기 히터이름에서 알 수 있듯이, 이 방식은 공기를 냉각 매체로 사용합니다. 신에너지 자동차 설계자들은 배터리 모듈 옆에 냉각 팬을 설치합니다. 공기 흐름을 증가시키기 위해 배터리 모듈 옆에 통풍구도 추가합니다. 공기 대류의 영향을 받아 신에너지 자동차의 리튬 배터리는 열을 빠르게 발산하고 안정적인 온도를 유지할 수 있습니다. 이 방식의 장점은 유연성이 뛰어나 자연 대류 또는 강제 방열 방식을 통해 열을 발산할 수 있다는 것입니다. 그러나 배터리 용량이 너무 크면 공기 냉각 방식의 열 발산 효과가 떨어집니다.
박스형 환기 냉각 방식은 공랭식 방열 방식을 한 단계 더 발전시킨 것입니다. 배터리 팩의 최고 온도뿐만 아니라 최저 온도까지 제어하여 배터리의 정상 작동을 상당 부분 보장합니다. 그러나 이 방식은 배터리 팩 내부의 온도 균일성이 떨어져 방열이 고르지 못하게 되는 문제가 있습니다. 박스형 환기 냉각 방식은 공기 흡입구의 풍속을 높여 배터리 팩의 최고 온도를 일정하게 유지하고 큰 온도 차이를 제어합니다. 하지만 배터리 상단 공기 흡입구의 간격이 좁아 공기 흐름이 방열 요구량을 충족하지 못하고 전체적인 유속이 너무 느려집니다. 이러한 상황이 지속되면 공기 흡입구 부근 배터리 상단에 축적된 열이 제대로 방출되지 못합니다. 나중에 상단부를 개방하더라도 배터리 팩 간의 온도 차이가 설정 범위를 초과하는 경우가 발생할 수 있습니다.
상변화 물질 냉각 방식은 배터리의 온도 변화에 따라 많은 양의 열을 흡수할 수 있기 때문에 기술적 완성도가 가장 높습니다. 이 방식의 가장 큰 장점은 에너지 소비가 적고 배터리 온도를 효과적으로 제어할 수 있다는 것입니다. 액체 냉각 방식과 비교했을 때, 상변화 물질은 부식성이 없어 냉각 매체의 오염을 줄여 배터리 손상을 최소화합니다. 그러나 모든 신에너지 전차에 상변화 물질을 냉각 매체로 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 상변화 물질의 제조 비용이 높기 때문입니다.
실제 적용 측면에서 볼 때, 핀 대류 냉각은 배터리 팩의 최고 온도와 최대 온도차를 45°C에서 5°C 범위 내로 제어할 수 있습니다. 그러나 배터리 팩 주변의 풍속이 사전 설정된 값에 도달하면 풍속에 의한 핀의 냉각 효과가 약해져 배터리 팩의 온도차 변화가 크지 않습니다.
히트 파이프 냉각은 아직 공식적으로 사용되지는 않았지만 새롭게 개발된 방열 방식입니다. 이 방식은 히트 파이프 내부에 작동 매체를 설치하여 배터리 온도가 상승하면 파이프 내부의 매체를 통해 열을 방출하는 것입니다.
대부분의 방열 방법에는 몇 가지 한계가 있음을 알 수 있습니다. 리튬 배터리의 방열을 효과적으로 수행하려면 실제 상황에 맞춰 방열 장치를 적절히 설치하여 방열 효과를 극대화하고 리튬 배터리가 정상적으로 작동하도록 해야 합니다.
✦신에너지 자동차 냉각 시스템 고장 해결책
우선, 신에너지 자동차의 수명과 성능은 리튬 배터리의 수명과 성능에 직접적으로 비례합니다. 연구자들은 리튬 배터리의 특성에 맞춰 열 관리를 효과적으로 수행할 수 있습니다. 신에너지 자동차의 브랜드와 모델에 따라 사용되는 방열 시스템이 상당히 다르기 때문에, 열 관리 시스템을 최적화할 때 연구자들은 신에너지 자동차의 방열 시스템 효과를 극대화하기 위해 각 차량의 성능 특성에 맞는 적절한 방열 방식을 선택해야 합니다. 예를 들어, 액체 냉각 방식을 사용할 경우,PTC 냉각수 히터리튬 배터리의 주요 방열 매체로 에틸렌 글리콜을 사용할 수 있습니다. 그러나 액체 냉각 및 방열 방식의 단점을 극복하고 에틸렌 글리콜의 누출 및 배터리 오염을 방지하기 위해서는 부식되지 않는 외피 소재를 리튬 배터리 보호재로 사용해야 합니다. 또한, 에틸렌 글리콜 누출 가능성을 최소화하기 위해 밀봉 처리를 철저히 해야 합니다.
둘째로, 신에너지 자동차의 주행 가능 거리가 증가하고 리튬 배터리의 용량과 출력이 크게 향상됨에 따라 발생하는 열도 점점 더 많아지고 있습니다. 기존의 방열 방식을 계속 사용한다면 방열 효과가 크게 저하될 것입니다. 따라서 연구자들은 시대의 흐름에 발맞춰 끊임없이 새로운 기술을 개발하고, 냉각 시스템의 성능을 향상시키기 위한 새로운 소재를 선택해야 합니다. 또한, 다양한 방열 방식을 결합하여 방열 시스템의 장점을 극대화함으로써 리튬 배터리 주변 온도를 적절한 범위 내로 제어하여 신에너지 자동차에 지속적인 동력을 공급할 수 있습니다. 예를 들어, 액체 방열 방식을 기반으로 공랭식과 방열 방식을 결합할 수 있습니다. 이러한 방식으로 두세 가지 방열 방식을 조합하면 서로의 단점을 보완하여 신에너지 자동차의 방열 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
마지막으로, 운전자는 신에너지 차량을 운전할 때 일상적인 유지 관리에 각별히 신경 써야 합니다. 운전 전에는 차량의 작동 상태와 안전 결함 여부를 반드시 점검해야 합니다. 이러한 점검을 통해 교통 사고 위험을 줄이고 안전한 운전을 보장할 수 있습니다. 장시간 운전 후에는 정기적으로 차량 점검을 받아 전기 구동 제어 시스템과 방열 시스템에 잠재적인 문제가 없는지 확인하고, 신에너지 차량 운전 중 발생할 수 있는 안전사고를 조기에 예방해야 합니다. 또한, 신에너지 차량을 구매하기 전에는 리튬 배터리 구동 시스템과 방열 시스템의 구조를 충분히 이해하고, 방열 시스템이 우수한 차량을 선택하는 것이 중요합니다. 방열 시스템이 잘 갖춰진 차량은 수명이 길고 성능이 우수하기 때문입니다. 동시에, 운전자는 갑작스러운 시스템 고장에 대처하고 손실을 최소화하기 위해 기본적인 유지 보수 지식도 숙지해야 합니다.
게시 시간: 2023년 6월 25일
