EV 자동차를 위한 열 관리 기술
자동차의 열 관리 시스템(TMS)은 차량 시스템의 중요한 부분입니다. 열 관리 시스템의 개발 목적은 주로 안전, 편안함, 에너지 절약, 경제성 및 내구성입니다.
자동차 열관리는 차량 엔진, 에어컨, 배터리, 모터 및 기타 관련 구성품과 하위 시스템을 전체 차량의 관점에서 조화, 최적화, 제어하여 전체 차량의 열 문제를 효과적으로 해결하고, 각 기능 모듈을 최적의 온도 범위에 두고, 전체 차량의 경제성과 출력을 향상시키고, 차량의 안전한 주행을 보장하는 것입니다.
신에너지 자동차의 열 관리 시스템은 기존 연료 자동차의 열 관리 시스템에서 파생되었습니다. 엔진 냉각 시스템, 에어컨 시스템 등과 같은 기존 연료 자동차의 열 관리 시스템의 공통적인 부분을 가지고 있으며 배터리, 모터 및 전자 제어와 같은 새로운 부품을 위한 추가 냉각 시스템이 있습니다. 엔진과 기어박스를 대체하기 위해 3개의 전기를 사용하는 것은 기존 연료 자동차와 비교했을 때 열 관리 시스템의 주요 변화입니다. 또한 일반 압축기를 대체하기 위한 전기 압축기와 배터리 냉각판, 배터리 쿨러, PTC 히터 또는 히트 펌프와 같은 새로운 구성 요소가 있을 수 있습니다.
열 관리 일반 구성 요소:
자동차의 열 관리 시스템은 크게 전자식 워터펌프, 전자기 밸브, 압축기, PTC 히터, 전자식 팬, 팽창가마, 증발기, 응축기로 구성됩니다.
전자식 물 펌프:액체를 운반하거나 액체를 가압하는 기계 장치입니다. 원동기의 기계적 에너지나 기타 외부 에너지를 액체로 전달하고, 액체의 에너지를 증가시키고, 액체를 운반합니다. 작동 원리는 전력이나 기타 구성 요소의 현재 상태에 따라 판단하고, 워터 펌프를 통한 유량을 제어하여 유량을 제어하는 것입니다. 유량에 따라 열을 제거하여 온도를 안정적으로 유지할 수 있습니다.
솔레노이드 벨브:즉, 2방향 및 3방향 밸브를 갖춘 전자 제어 밸브입니다. 응축기 출구에서 흘러나오는 냉매는 고온 고압의 액체 상태입니다. 액체 냉매의 포화 온도를 낮추려면 압력을 낮춰야 합니다. 동시에 유량을 적절한 범위 내로 만들기 위해 냉매가 증발기에 들어가기 전에 밸브 개방을 제어하여 조절해야 합니다.
압축기:저압, 저온의 냉매 가스는 밀려지고 압축되어 기체 냉매에 일을 하게 되며, 이를 통해 압력과 온도의 변화를 일으키고, 그 결과 고온, 고압의 기체 냉매가 됩니다.
콘덴서:고온 냉매를 냉각합니다. 냉매가 압축기에서 배출된 후 고온 고압 상태가 됩니다. 이때 냉각이 필요하고 냉매를 기체에서 액체로 바꾸는 과정이 완료됩니다.
PTC 히터:저항 가열 장치로, 일반적으로 정격 작동 전압은 350v-550v 사이입니다. PTC 전기 히터에 전원을 공급하면 초기 저항이 낮고 이때 가열 전력이 큽니다. PTC 히터의 온도가 퀴리 온도 이상으로 상승한 후 PTC의 저항이 급격히 증가하여 열을 발생시키고 열은 물 펌프의 물 매체를 통해 구성 요소로 전달됩니다.
난방 시스템:난방 시스템에서 하이브리드 차량이나 연료 전지 시스템 차량인 경우 엔진이나 연료 전지 시스템 자체의 작동 중에 생성된 열을 사용하여 열 수요를 충족할 수 있습니다. 연료 전지 시스템은 저온 조건에서 난방을 지원하기 위해 PTC 히터가 필요할 수 있으므로 시스템이 빠르게 가열될 수 있습니다. 순수 전력 배터리 차량인 경우 열 수요를 충족하기 위해 PTC 히터가 필요할 수 있습니다.
냉장 시스템:방열 시스템인 경우, 부품 내의 방열 액체를 워터 펌프의 작동을 통해 흐르게 하여 국부적인 열을 제거하고, 팬을 사용하여 빠른 방열을 보조해야 합니다.
에어컨 냉장 시스템:원칙적으로 열전달 효과는 냉매의 특수한 특성(일반적인 냉매에는 R134-테트라플루오로에탄, R12 디플루오로디클로로메탄 등이 포함됨)을 통해 달성되며 증발 및 응축에 수반되는 열의 흡수 및 방출을 활용합니다. 간단해 보이는 열전달 과정에는 실제로 냉매의 복잡한 상변화 과정이 포함되어 냉매 상태를 변경하고 반복적으로 열을 전달합니다. 에어컨 시스템은 주로 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 밸브의 네 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 에어컨 냉동 사이클 시스템의 구조에서 냉매는 압축기에서 나와 응축기, 팽창 밸브, 증발기를 거친 다음 압축기로 돌아와 냉동 사이클을 완료합니다.
증발기:증발기의 작동 원리는 응축기와 정반대입니다. 공기에서 열을 흡수하여 열을 냉장으로 전달하여 가스화 과정을 완료할 수 있습니다. 냉매가 조절 장치에 의해 조절된 후 증기와 액체가 공존하는 상태, 즉 습증기 상태가 됩니다. 습증기가 증발기에 들어가면 열을 흡수하기 시작하여 포화 증기로 증발합니다. 냉매가 계속 열을 흡수하면 과열 증기가 됩니다.
전자선풍기:라디에이터의 열 교환 성능을 개선하기 위해 공기를 적극적으로 공급할 수 있는 유일한 구성 요소입니다. 현재 대부분의 차량은 축류 냉각 팬을 사용하는데, 이는 고효율, 소형, 쉬운 레이아웃의 장점이 있으며 일반적으로 라디에이터 뒤에 배치됩니다.