신에너지 차량의 주요 동력원인 동력 배터리는 신에너지 차량에 매우 중요합니다.차량을 실제로 사용하는 동안 배터리는 복잡하고 변화무쌍한 작동 조건에 직면하게 됩니다.항속거리를 향상시키기 위해서는 차량이 특정 공간에 최대한 많은 배터리를 배치해야 하므로 차량에 배터리 팩을 넣을 수 있는 공간은 매우 제한적입니다.배터리는 차량 운행 시 많은 열을 발생시키며, 시간이 지나면서 상대적으로 작은 공간에 축적됩니다.배터리 팩의 셀이 촘촘하게 쌓여 있기 때문에 중앙 부분의 열을 어느 정도 발산하기가 상대적으로 더 어려워지고, 셀 간의 온도 불일치가 악화되어 배터리의 충방전 효율이 저하되고, 배터리 전원에 영향을 미칩니다.이는 열 폭주를 유발하고 시스템의 안전과 수명에 영향을 미칩니다.
전원 배터리의 온도는 성능, 수명, 안전에 큰 영향을 미칩니다.저온에서는 리튬 이온 배터리의 내부 저항이 증가하고 용량이 감소합니다.극단적인 경우 전해액이 얼어 배터리가 방전되지 않을 수 있습니다.배터리 시스템의 저온 성능은 큰 영향을 받아 전기 자동차의 전력 출력 성능에 영향을 미칩니다.페이드 및 범위 감소.저온 조건에서 신에너지 차량을 충전할 때 일반 BMS는 충전 전 먼저 배터리를 적절한 온도로 가열합니다.올바르게 취급하지 않으면 순간적인 전압 과충전이 발생하여 내부 단락이 발생하고 연기, 화재 또는 심지어 폭발이 발생할 수 있습니다.전기차 배터리 시스템의 저온 충전 안전 문제는 추운 지역에서의 전기차 홍보를 상당 부분 제한한다.
배터리 열 관리는 BMS의 중요한 기능 중 하나입니다. 주로 배터리 팩이 항상 적절한 온도 범위에서 작동하도록 유지하여 배터리 팩의 최상의 작동 조건을 유지합니다.배터리의 열 관리에는 주로 냉각, 가열 및 온도 균등화 기능이 포함됩니다.냉각 및 가열 기능은 주로 외부 주변 온도가 배터리에 미칠 수 있는 영향을 고려하여 조정됩니다.온도 균등화는 배터리 팩 내부의 온도 차이를 줄이고 배터리 특정 부분의 과열로 인한 급격한 부패를 방지하는 데 사용됩니다.
일반적으로 전원 배터리의 냉각 모드는 주로 공기 냉각, 액체 냉각 및 직접 냉각의 세 가지 범주로 나뉩니다.공냉식 모드는 자연풍이나 실내의 냉각 공기를 사용하여 배터리 표면을 통과하여 열 교환 및 냉각을 구현합니다.액체 냉각은 일반적으로 독립적인 냉각수 파이프라인을 사용하여 전원 배터리를 가열하거나 냉각합니다.현재 이 방법이 냉각의 주류이다.예를 들어 Tesla와 Volt는 모두 이 냉각 방식을 사용합니다.직접 냉각 시스템은 전원 배터리의 냉각 파이프라인을 제거하고 냉매를 직접 사용하여 전원 배터리를 냉각시킵니다.
1. 공기 냉각 시스템:
초기 동력 배터리에서는 용량과 에너지 밀도가 작기 때문에 많은 동력 배터리가 공냉식으로 냉각되었습니다.공기 냉각(PTC 에어 히터)은 자연 공랭식과 강제 공랭식(팬 사용)의 두 가지 범주로 나뉘며, 운전실 내 자연풍이나 찬 공기를 사용하여 배터리를 냉각합니다.
공냉식 시스템의 대표적인 대표자는 Nissan Leaf, Kia Soul EV 등입니다.현재 48V 마이크로 하이브리드 차량의 48V 배터리는 일반적으로 실내에 배치되며 공냉식으로 냉각됩니다.공기 냉각 시스템의 구조는 상대적으로 간단하고 기술이 상대적으로 성숙하며 비용이 저렴합니다.그러나 공기가 빼앗아가는 열의 한계로 인해 열교환 효율이 낮고 배터리 내부 온도 균일성이 좋지 않아 배터리 온도를 보다 정밀하게 제어하기가 어렵다.따라서 공랭식 시스템은 일반적으로 주행 거리가 짧고 차량 중량이 가벼운 상황에 적합합니다.
공냉식 시스템의 경우 공기 덕트의 설계가 냉각 효과에 중요한 역할을 한다는 점은 언급할 가치가 있습니다.공기 덕트는 주로 직렬 공기 덕트와 병렬 공기 덕트로 구분됩니다.직렬 구조는 간단하지만 저항이 큽니다.병렬 구조는 더 복잡하고 더 많은 공간을 차지하지만 열 방출 균일성은 좋습니다.
2. 액체 냉각 시스템
수냉식 모드는 배터리가 냉각수를 사용하여 열을 교환한다는 의미입니다(PTC 절삭유 히터).냉각수는 배터리 셀(실리콘유, 피마자유 등)에 직접 접촉할 수 있는 유형과 수로를 통해 배터리 셀(물, 에틸렌글리콜 등)에 접촉할 수 있는 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.현재는 물과 에틸렌 글리콜의 혼합 용액이 더 많이 사용됩니다.액체 냉각 시스템은 일반적으로 냉동 사이클과 결합하기 위해 냉각기를 추가하고, 배터리의 열은 냉매를 통해 제거됩니다.핵심 부품은 압축기, 냉각기 및전기 워터 펌프.냉동의 동력원인 압축기는 전체 시스템의 열교환 용량을 결정합니다.칠러는 냉매와 냉각액의 교환 역할을 하며, 열교환량에 따라 냉각액의 온도가 직접적으로 결정됩니다.워터 펌프는 파이프라인의 냉각수 유량을 결정합니다.유속이 빠를수록 열 전달 성능이 향상되며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
게시 시간: 2023년 5월 30일
