기존 차량과 비교했을 때 신에너지 차량의 중요성은 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다. 첫째, 신에너지 차량의 열폭주를 방지해야 합니다. 열폭주의 원인은 기계적 및 전기적 원인(배터리 충돌로 인한 압착, 압입 등)과 전기화학적 원인(배터리 과충전 및 과방전, 고속 충전, 저온 충전, 자체 발생 내부 단락 등)을 포함합니다. 열폭주는 전력 배터리의 화재 또는 폭발을 초래하여 탑승자의 안전을 위협할 수 있습니다. 둘째, 전력 배터리의 최적 작동 온도는 10~30°C입니다. 배터리의 정확한 열 관리는 배터리 수명을 보장하고 신에너지 차량의 배터리 수명을 연장할 수 있습니다. 셋째, 내연기관 차량과 달리 신에너지 차량은 에어컨 컴프레서의 동력원이 없어 엔진의 폐열을 이용하여 실내 난방을 할 수 없고, 오직 전기 에너지로만 냉방을 해야 하므로 주행 가능 거리가 크게 줄어듭니다. 따라서 신에너지 자동차의 열 관리는 신에너지 자동차의 제약 조건을 해결하는 데 핵심적인 요소가 되었습니다.
신에너지 자동차의 열 관리 요구 사항은 기존 내연기관 자동차보다 훨씬 높습니다. 자동차 열 관리는 차량 전체의 열과 주변 환경의 열을 제어하여 각 부품이 최적의 온도 범위에서 작동하도록 유지하고 동시에 차량의 안전과 주행 편의성을 보장하는 것입니다. 신에너지 자동차 열 관리 시스템은 주로 에어컨 시스템, 배터리 열 관리 시스템 등을 포함합니다.HVCH신에너지 자동차의 열 관리에는 배터리와 모터 전자 제어 어셈블리 시스템이 추가되었습니다. 기존 자동차와 비교했을 때, 신에너지 자동차의 열 관리는 주로 엔진과 변속기 냉각 및 에어컨 시스템 열 관리를 포함합니다. 내연기관 자동차는 에어컨 냉매를 사용하여 실내를 냉방하고, 엔진에서 발생하는 폐열로 실내를 난방하며, 액체 냉각 또는 공랭식으로 엔진과 변속기를 냉각합니다. 신에너지 자동차의 가장 큰 차이점은 동력원입니다. 신에너지 자동차는 열을 발생시키는 엔진이 없으며, PTC(압축 열교환기) 또는 히트펌프 에어컨을 통해 난방을 구현합니다. 또한 배터리와 모터 전자 제어 시스템에 대한 냉각 요구 사항이 추가되어 신에너지 자동차의 열 관리는 기존 내연기관 자동차보다 훨씬 복잡합니다.
신에너지 자동차의 열 관리 복잡성으로 인해 차량 한 대당 열 관리 시스템 비용이 증가하고 있습니다. 차량 한 대당 열 관리 시스템 비용은 기존 자동차의 2~3배에 달합니다. 기존 자동차와 비교했을 때 신에너지 자동차의 비용 증가는 주로 배터리 액체 냉각, 히트펌프 에어컨 등의 기술에서 비롯됩니다.PTC 냉각수 히터, 등.
액체 냉각이 공랭식을 대체하여 주류 온도 제어 기술이 되었으며, 직접 냉각은 기술적 돌파구를 마련할 것으로 기대된다.
배터리 열 관리에는 크게 공랭식, 액체 냉각식, 상변화 물질 냉각식, 직접 냉각식의 네 가지 방식이 있습니다. 공랭식은 초기 모델에 주로 사용되었으며, 액체 냉각식은 균일한 냉각 특성 덕분에 점차 주류 기술로 자리 잡았습니다. 하지만 높은 비용 때문에 액체 냉각식은 주로 고급 모델에 적용되고 있으며, 향후에는 보급형 모델에도 점차 보급될 것으로 예상됩니다.
공랭식PTC 공기 히터공랭식 냉각은 공기를 열 전달 매체로 사용하는 냉각 방식으로, 배기 팬을 통해 공기가 배터리의 열을 직접 제거합니다. 공랭식 냉각을 위해서는 방열판 간, 그리고 배터리 간 방열판 간 거리를 최대한 늘려야 하며, 직렬 또는 병렬 연결을 사용할 수 있습니다. 병렬 연결은 균일한 열 방출을 가능하게 하므로, 현재 대부분의 공랭식 시스템은 병렬 연결을 채택하고 있습니다.
액체 냉각 기술은 액체 대류 열 교환을 이용하여 배터리에서 발생하는 열을 제거하고 배터리 온도를 낮춥니다. 액체는 열 전달 계수가 높고 열용량이 크며 냉각 속도가 빠르기 때문에 배터리 팩의 최고 온도를 낮추고 온도 분포의 균일성을 향상시키는 데 효과적입니다. 또한 열 관리 시스템의 부피가 비교적 작습니다. 열 폭주 전조 현상이 발생할 경우, 액체 냉각 솔루션은 냉각 매체의 대량 유량을 이용하여 배터리 팩의 열 방출을 촉진하고 배터리 모듈 간의 열 재분배를 실현함으로써 열 폭주로 인한 지속적인 성능 저하를 신속하게 억제하고 열 폭주 위험을 줄일 수 있습니다. 액체 냉각 시스템은 형태가 유연합니다. 배터리 셀 또는 모듈을 액체에 담그거나, 배터리 모듈 사이에 냉각 채널을 설치하거나, 배터리 하단에 냉각판을 사용하는 등 다양한 방식이 가능합니다. 다만, 액체 냉각 방식은 시스템의 기밀성에 대한 요구 사항이 높습니다. 상변화 물질 냉각은 물질의 상태를 변화시켜 온도 변화 없이 잠열을 방출하고 물리적 성질을 변화시키는 과정을 말합니다. 이 과정에서 많은 양의 잠열을 흡수하거나 방출하여 배터리를 냉각합니다. 그러나 상변화 물질이 완전히 상변화된 후에는 배터리의 열을 효과적으로 제거할 수 없습니다.
직접 냉각(냉매 직접 냉각) 방식은 냉매(R134a 등)의 증발 잠열 원리를 이용하여 차량 또는 배터리 시스템에 에어컨 시스템을 구축하는 방식입니다. 에어컨 시스템의 증발기를 배터리 시스템에 설치하고, 증발기 내의 냉매가 증발하여 배터리 시스템의 열을 빠르고 효율적으로 제거함으로써 배터리 시스템의 냉각을 완료합니다.
게시 시간: 2024년 6월 25일
