전통적인 연료 차량에서 최신 신에너지 차량으로의 전환은 차량 열 관리 시스템의 복잡성에 큰 영향을 미쳤습니다. 원래는 단순했던 이러한 시스템은 독립형 모듈에서 통합 시스템 엔지니어링으로 발전하면서 복잡한 구조로 진화했습니다.
전통적인 열 관리는 주로 에어컨과 파워트레인 시스템을 포함합니다. 반면, 신에너지 차량은 열 관리 범위에 파워 배터리 시스템을 통합하여 '새로운' 열 관리로 전환하고 있습니다.
이 글에서는 기존 및 새로운 열 관리 시스템의 주요 구성 요소에 초점을 맞춥니다. 기존 시스템에서는 콘덴서, 증발기, 라디에이터, 오일 쿨러, 인터쿨러를 중점적으로 다룹니다. 새로운 열 관리의 경우, 주목할 만한 것은 배터리 냉각판.
콘덴서는 차량의 에어컨(A/C) 냉매 회로에 필수적인 구성 요소입니다. 구리 및 알루미늄 파이프를 통해 A/C 컴프레서와 리시버 드라이어에 연결됩니다. 일반적으로 차량의 라디에이터 앞에 설치되며, 라디에이터와 냉각 팬을 공유하는 경우가 많습니다. 사용되는 냉각수 유형에 따라 콘덴서는 수냉식, 공냉식, 수공냉식(증발식 및 스프레이식 포함), 냉매 증발 또는 기타 공정 매체로 냉각되는 4가지 유형으로 분류할 수 있습니다.
작동 중에 콘덴서는 고압, 고온의 냉매를 고압, 저온의 액체로 냉각합니다. 이 액체는 모세관 튜브를 통과하여 증발기로 기화되어 냉각 사이클을 계속합니다. 이 과정에서 열을 방출하기 때문에 응축기는 일반적으로 고온에서 작동하며 일종의 열교환기로 분류됩니다.
반대로 실내 공기 필터 뒤에 위치한 증발기는 열을 흡수하여 표면 온도를 떨어뜨립니다. 차량의 팬이 증발기 위로 공기를 불어넣으면 공기가 냉각되어 차가운 공기가 생성되어 차량 내부에 쾌적한 환경을 제공합니다.
장점: 장점
냉매의 열을 외부 환경으로 빠르게 방출합니다.
에어컨 시스템의 효율성을 개선합니다.
고온에 강한 알루미늄 또는 구리 소재로 제작되었습니다.
유지 관리와 청소는 비교적 간단합니다.
차량 내부 온도를 쾌적하게 유지하는 데 도움이 됩니다.
단점：단점
도로 파편이나 충격으로 쉽게 손상됩니다.
효과를 유지하려면 정기적으로 청소해야 합니다.
먼지는 냉각 효율에 영향을 미칩니다.
매우 높거나 낮은 온도에서는 성능이 저하됩니다.
설치 또는 교체는 복잡할 수 있습니다.
라디에이터는 엔진의 중요한 구성 요소로, 주로 라디에이터 코어, 수도관, 냉각 팬, 상부 탱크, 하부 탱크로 구성되며 모두 고무 호스로 연결됩니다. 상부 탱크는 수도관을 통해 아래 라디에이터와 연결됩니다. 뜨거운 물은 상부 탱크에서 하부 탱크로 흘러 내려가면서 냉각됩니다. 냉각 팬은 팬의 흡입력과 차량의 전진 운동에 의해 구동되며 시원한 공기가 통과할 수 있는 통로를 만들어 효과적인 온도 조절을 보장합니다.
이러한 유형의 라디에이터는 내연기관 엔진을 냉각하는 데 필수적입니다. 엔진은 분당 최대 약 4000회의 가솔린 연소 사이클을 수행할 수 있으며, 각 사이클에서 최대 약 1500°C의 온도가 발생하므로 엔진 온도를 엄격하게 제어하려면 열교환기가 필요합니다.
장점: 장점
엔진 열을 흡수 및 발산하여 과열을 방지하고 최적의 온도를 유지합니다.
일관된 성능, 더 나은 출력, 더 긴 수명을 위해 엔진 온도를 조절합니다.
냉각수가 끓는 것을 방지하고 안정적인 냉각을 보장하는 압력 캡이 장착되어 있습니다.
부동액을 포함한 다양한 냉각수와 함께 작동하여 열 전달을 돕고 동결을 방지합니다.
부식에 강한 소재로 제작되어 시스템 수명을 연장하고 유지보수를 줄여줍니다.
저렴하고 내구성이 뛰어나 전반적인 차량 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다.
단점：단점
정기적인 냉각수 교체 및 시스템 점검이 필요하므로 비용이 많이 들고 불편할 수 있습니다.
누수가 발생하기 쉬워 냉각수 손실 및 엔진 과열의 원인이 될 수 있습니다.
부피가 크고 무거워 공간 제약이 있거나 무게에 민감한 애플리케이션에서 문제가 될 수 있습니다.
전기분해가 발생하여 부식과 손상이 가속화될 수 있습니다.
재료는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되어 잠재적인 장애를 일으킬 수 있습니다.
온도 제한이 있으며 극한의 조건은 효과와 내구성에 영향을 줄 수 있습니다.
모든 냉각수 유형이 적합한 것은 아니며, 잘못된 냉각수 사용은 성능과 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.
오일 쿨러는 라디에이터와 마찬가지로 엔진 냉각 시스템의 일부이며 주로 차량, 건설 기계, 선박 및 기타 엔진의 윤활유 또는 연료를 냉각하는 데 사용됩니다. 엔진 오일은 열 전도성이 있고 엔진 내에서 지속적으로 순환하기 때문에 오일 쿨러는 크랭크케이스, 클러치, 밸브 어셈블리 등의 부품을 냉각하는 데 중요한 역할을 합니다.
수냉식 엔진에서도 실린더 헤드와 실린더 벽만 물로 냉각할 수 있고 다른 부품은 오일 쿨러에 의존합니다. 오일 쿨러의 주요 재료로는 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸, 주물 등이 있으며, 용접 또는 조립을 통해 고온 및 저온 채널을 연결하여 완전한 열교환기를 만듭니다.
차량 운행 중에는 오일 펌프에 의해 구동되는 다양한 윤활 시스템의 윤활유가 오일 쿨러의 핫 사이드 채널을 통과하여 냉측으로 열을 전달합니다. 그런 다음 냉각수 또는 공기가 오일 쿨러의 냉측 채널을 통해 흐르면서 열을 제거하고 뜨거운 유체와 차가운 유체 사이의 열 교환을 촉진합니다. 이 과정을 통해 윤활유가 최적의 작동 온도를 유지할 수 있습니다. 중요한 점은 이 과정에서 오일과 냉각 매체가 직접 접촉하지 않는다는 것입니다.
슈퍼차저 엔진과 터보차저 엔진 모두 충전기와 엔진의 흡기 매니폴드 사이에 위치한 인터쿨러라는 열 교환기가 필요합니다. 터보차저에 의해 공기가 압축되면 공기의 온도와 밀도가 크게 증가합니다. 인터쿨러는 이 고온의 공기가 엔진에 들어가기 전에 냉각하는 역할을 합니다.
인터쿨러가 없으면 터보차저의 고온 공기가 엔진으로 직접 유입되어 과도한 공기 온도로 인해 엔진이 손상되거나 고장이 발생할 수 있습니다. 따라서 인터쿨러는 엔진 성능을 최적으로 유지하고 과열을 방지하는 데 매우 중요합니다. 이 부품은 일반적으로 터보차저가 장착된 차량에만 존재합니다.
끊임없이 진화하는 열 관리 기술 분야에서 액체 냉각판은 특히 주목할 만한 제품입니다. 기존 방열판과 달리 엔진이나 냉각수가 아닌 배터리에 더 효율적인 열 관리 기능을 제공하기 때문에 전기 자동차, 첨단 컴퓨팅 시스템, 산업 기계와 같은 고성능 환경에 이상적입니다.
배터리에서 발생하는 과도한 열은 알루미늄 판의 표면과의 접촉을 통해 전달됩니다. 액체 냉각 시스템은 액체 흐름의 높은 열전달 계수를 사용하여 열을 효율적으로 전달합니다. 냉각수는 내부 채널을 통해 흐르면서 열을 흡수하고 배출합니다.
리튬 배터리 패키징(정사각형, 원통형, 소프트 팩)은 성능, 효율성, 안전성에 영향을 미칩니다. 정사각형 배터리는 효율은 높지만 열 방출 문제가 있습니다. 원통형 배터리는 열 방출과 일관성이 우수하지만 에너지 밀도가 낮습니다. 소프트 팩 배터리는 유연하고 에너지 밀도가 높지만 비용이 더 많이 듭니다.
효과적인 열 관리는 매우 중요합니다. 액체 냉각이 가능한 상변화 물질, 최적화된 공기 설계, 하이브리드 냉각 방식 등의 발전으로 배터리 유형에 관계없이 성능과 안전성이 향상되었습니다.
저는 5년 넘게 배터리 열 관리 분야에서 일하면서 수많은 국제 프로젝트를 처리했습니다. 배터리 액체 냉각 제품이나 서비스에 대해 궁금한 점이 있으면 언제든지 문의해 주세요!
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