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능동형 열 관리 시스템
액티브 시스템은 외부 리소스(예: 팬, 액체 냉각기)를 사용하여 배터리 온도를 조절합니다. 더 복잡한 시스템이지만 배터리 작동 조건을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
목차
액체 냉각 시스템
액체 냉각은 전기 자동차(EV)의 배터리 온도를 관리하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 일반적으로 물과 글리콜의 혼합물인 냉각수는 배터리 셀과 직접 또는 간접적으로 접촉하는 채널이나 플레이트를 통해 흐릅니다.
냉각수는 배터리 셀과 접촉하는 파이프 또는 플레이트의 폐쇄 루프 시스템을 통해 흐릅니다. 배터리 셀은 냉각수로 열을 전달합니다. 이 방식은 냉각수가 전기 부품과 직접 접촉하는 것을 방지하여 안전성을 향상시킵니다. 그런 다음 가열된 냉각수는 열교환기를 통과하여 대개 라디에이터와 팬 어셈블리를 통해 열이 대기로 방출됩니다.
이 방식에서는 배터리 셀을 유전체(비전도성) 액체에 직접 담그는 방식입니다. 유체가 셀과 직접 접촉하기 때문에 열 전달이 우수합니다. 특수 냉각수를 사용해야 하며 안전상의 문제가 있습니다. 직접 액체 냉각 시스템은 훨씬 더 높은 열 부하를 관리할 수 있으며 빠른 열 방출이 중요한 고성능 애플리케이션에 유용합니다.
- - 높은 열전도율로 효율적인 열 전달을 보장합니다.
- - 배터리 팩을 균일한 온도로 유지합니다.
- - 고온 환경 및 고성능 애플리케이션에 효과적입니다.
- - 시스템 복잡성 및 비용 증가.
- - 배터리 안전에 영향을 줄 수 있는 냉각수 누출의 잠재적 위험.
- - 펌프 및 열교환기와 같은 추가 구성 요소가 필요합니다.
Tesla Model S와 BMW i3는 액체 냉각 시스템을 사용하여 배터리 온도를 효과적으로 관리합니다.
강제 공기 냉각
강제 공기 냉각은 팬을 사용하여 배터리 셀에 공기를 불어넣어 대류를 통해 과도한 열을 제거합니다. 액체 냉각보다 간단하고 비용이 적게 드는 방법이지만 극한의 온도에서는 그다지 효과적이지 않을 수 있습니다.
- - 시스템 복잡성 및 비용 증가.
- - 배터리 안전에 영향을 줄 수 있는 냉각수 누출의 잠재적 위험.
- - 펌프 및 열교환기와 같은 추가 구성 요소가 필요합니다.
- - 액체 냉각에 비해 열 전달 효율이 떨어집니다.
- - 온도 분포가 고르지 않아 핫스팟이 발생할 수 있습니다.
- - 팬은 에너지를 소비하고 소음을 발생시킬 수 있습니다.
닛산 리프와 폭스바겐 e-골프는 배터리 팩에 강제 공기 냉각 시스템을 채택했습니다.
열전 냉각
열전 냉각 시스템은 전류가 재료 간에 온도 차이를 만드는 펠티에 효과를 사용합니다. 이 효과를 통해 필요에 따라 배터리 팩을 가열하고 냉각할 수 있습니다.
- - 정밀한 온도 제어.
- - 작고 가벼운 디자인.
- - 움직이는 부품이 없어 신뢰성이 높습니다.
- - 다른 냉각 방식에 비해 효율성이 낮습니다.
- - 에너지 소비가 증가하여 차량 주행 거리에 영향을 미칩니다.
- - 특수 소재로 인해 더 비쌉니다.
