전기 자동차 난방 솔루션 분석
고전압 공기 가열
실행 계획
그림 7은 고전압 공기 가열 시스템의 시스템 구조를 보여줍니다. 원래의 차량 흡입 및 배출 파이프와 히터 코어를 제거하고 히터 코어를 원래의 차량 히터 코어와 동일한 크기 및 설치 방법의 에어 히터 PTC로 교체 한 후 관련 제어 회로를 변경하고 PTC 코어를 절연 조치합니다.
장점
1) HVAC 구조를 변경할 필요가 없습니다.
2) 전력 출력 용량 등 여러 요소에 의해 제한되는 저전압 온풍기와 달리 고전압 온풍기는 매우 강력한 전력 출력과 고효율 난방을 제공할 수 있습니다.
3) 공기를 직접 가열하면 운전실 온도가 빠르게 상승합니다.
단점
1) 공조 및 난방 시스템이 성에 제거 및 김서림 방지 규정과 난방 요구 사항을 충족하려면 PTC의 난방 전력이 최소 3000W 이상이어야 합니다. 이 전력은 전체 배터리 용량에 비해 매우 큰 소모 전력으로, 순수 전기차의 주행거리에 심각한 영향을 미친다.
2) 3 000W 이상의 화력을 갖는 PTC가 HVAC 환경에 배치되어 있어 안전상의 위험이 발생할 수 있습니다. 고전압 공기 가열 PTC의 작동 전압 범위는 일반적으로 250~450V(DC)이므로 고전압 절연 조치를 취해야 합니다. EN60335에서는 고전압 제품의 절연 수준이 2 000V 이상이어야 한다고 요구합니다. 제품을 설계할 때 다층 절연의 안전 대책을 고려해야 합니다(그림 8). 제품 자체의 가격이 비싸지고 제품 적용이 어려워집니다.
3) HVAC에는 고전압 공기 가열 히터가 배치됩니다. 고전압 공기 가열 히터에는 절연 조치가 필요합니다. 그렇지 않으면 고전압 공기 가열 히터의 온도가 높을 때 HVAC 쉘에서 냄새가 발생하고 운전실 공기 품질에 영향을 미칩니다.
고전압 온수
실행 계획
엔진룸에 고전압 온수기, 물탱크, 물펌프, 수도관 등을 추가해 원래의 자동차 히터 코어를 활용한 폐쇄형 물 순환 시스템을 형성했다.
장점
시스템은 매우 효율적입니다. 현재 전동식 압축기 기술에 따르면 히트펌프 시스템의 COP는 0도에서 2.5, -5도에서 2.{4}}이다. 따라서 동일한 열 발생을 전제로 히트펌프 난방을 이용하는 것이 전기 난방을 이용하는 것보다 낫다. 난방방식은 전기소모가 적고 차량의 주행거리를 늘릴 수 있습니다.
어려움
1) 핵심 부품 기술이 미성숙하다. 전동식 압축기, 내부 응축기, 증발 응축기, 냉동 배관용 솔레노이드 밸브 등 핵심 부품은 아직 연구개발 단계에 있다. 증발 응축기의 경우 내부 압력을 줄이는 것이 제품의 최대 열 전달 용량을 향상시키는 핵심 요소입니다. 합리적인 핀 크기는 증발 응축기의 성에 위험을 줄일 수 있습니다.
2) 미성숙한 제어 기술: 히트펌프 공조 제어 기술, 특히 차량용 전동 스크롤 압축기의 변속 제어 알고리즘과 솔레노이드 밸브의 제어 알고리즘(공조 모드와 히트펌프 모드 간 전환)이 미성숙하다.
3) 히트펌프 시스템은 구조가 복잡하고, 부품 수가 많고, 캐빈 레이아웃이 어렵다.
4) 비용이 많이 증가하고 개발주기도 길다.
5) 주변 온도가 낮아지면 히트펌프 시스템의 COP 값도 감소합니다. 주변 온도가 -10도보다 낮은 경우 열 균형을 유지하려면 전기 압축기 속도가 8 000r/min 이상에 도달해야 합니다. 전동식 압축기 속도가 8 000r/min 이상에 도달하면 소음이 매우 크고 관련 표준 요구 사항을 충족하기 어렵습니다. 따라서 히트펌프 가열 방식은 온도 범위에 따라 크게 제한된다.
