광산업은 큰 변화를 겪고 있습니다. 강화되는 환경법, 연료비 상승, 탄소 배출을 줄이기 위한 전 세계적인 노력이 이러한 변화를 주도하고 있습니다. 광산업체와 이들이 사용하는 중장비 제조업체는 모두 새로운 에너지 채굴 트럭에 대해 이야기하고 있습니다. 이 트럭은 기존의 디젤 엔진이 없는 대형 트럭입니다. 대신 전기 또는 하이브리드 전기 시스템으로 구동됩니다. 이 트럭들은 더 나은 연비, 더 낮은 온실가스 배출량, 그리고 시간이 지남에 따라 큰 비용 절감을 약속합니다. 하지만 배터리 구동 채굴 차량으로의 전환은 엔지니어의 할 일 목록에 큰 문제를 추가했습니다. 바로 대용량 배터리 팩을 적절한 온도로 유지하는 방법을 찾아야 한다는 것입니다.
이 글에서는 이러한 새로운 에너지 채굴 트럭의 독특한 액체 냉각 요구 사항에 대해 설명합니다. 또한 이 문제에 대해 업계 종사자들의 마음속에 있는 뜨거운 주제에 대해서도 다룰 것입니다.
지난 10여 년 동안 광산업계는 더 깨끗하고 효율적인 장비를 구입해야 한다는 압박을 많이 받아왔습니다. 광업의 핵심이었던 디젤 트럭은 이제 몇 가지 문제를 안고 있습니다. 첫째, 연료비가 천정부지로 치솟고 있습니다. 둘째, 디젤 트럭을 유지보수하는 데 더 많은 시간이 걸리고 비용이 더 많이 든다는 점입니다. 마지막으로, 광산 주변의 모든 사람들이 광산 회사가 더 많은 지속 가능성을 원합니다. 문제는 광산 회사들이 광산과 모든 장비를 덮기 위해 풍력 터빈이나 태양광 패널을 설치할 수 없다는 것입니다.
이에 따라 세계 최대 규모의 광산 회사들과 여러 트럭 제조업체들이 이러한 배터리 전기 또는 하이브리드 전기 광산 트럭을 설계, 제작 또는 운영하기 위한 작업을 진행 중입니다. 새로운 에너지 채굴 트럭 시장은 탄탄한 성장세를 보이고 있습니다. 2022년 65억 달러 규모였던 이 시장은 2030년에는 124억 달러에 달할 것으로 예상되며, 이는 채굴 작업에서 이러한 차량의 채택이 증가하고 있음을 보여줍니다. 전체 채굴 트럭 시장도 2023년 274억 5천만 달러에서 2028년까지 373억 9천만 달러로 6.41%의 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 예상되는 등 그 규모가 확대되고 있습니다.
이 차량이 많은 장점을 제공하기 때문에 이렇게 하는 것입니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 광산 내 소음을 줄일 수 있습니다. 트럭의 작업 효율을 높입니다. 광산의 탄소 발자국을 줄입니다. 이러한 장점은 채굴 작업에 큰 도움이 됩니다. 지상 광산과 다른 지하 광산의 경우, 갱도에 있는 광부들이 훨씬 더 안전하게 작업할 수 있도록 광산 공기를 만들 수 있습니다. 광산에서 디젤 연료를 훨씬 적게 사용할 수 있습니다. 재생 가능한 방식으로 전력을 생산할 수 있다면 광산에서 더 저렴한 전기를 얻을 수도 있습니다.
사람들은 새로운 친환경 트럭을 원합니다. 많은 사람들이 변화를 주도하고 있습니다. 하지만 대형 배터리 팩을 보면 엄청난 전력, 엄청난 킬로와트시 전력이 한 곳에 모여 있습니다. 큰 짐을 싣고 큰 언덕을 오르기 위해 그 전력을 강화하면 열이 발생하게 됩니다! 이때 액체를 이용해 열을 이동시키는 것이 매우 중요해집니다. 그 열을 빨리 밖으로 옮기지 않으면 무언가를 죽일 수도 있고 누군가를 죽일 수도 있습니다. 따라서 간단한 액체 냉각 시스템은 배터리 팩을 오래 사용하고 안전하게 유지하며 트럭이 항상 정상적으로 언덕을 올라갈 수 있도록 하는 열쇠입니다.
전기 채굴 트럭의 세계에서 배터리 시스템은 매우 중요하면서도 값비싼 부품입니다. 배터리 성능 저하는 열의 직접적인 영향을 받으며, 과도한 온도는 화학적 마모를 가속화하고 배터리 수명을 단축시키며 안전성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 최악의 경우 과열은 치명적인 배터리 고장이나 열 폭주로 이어질 수 있으며, 이는 생산에 필수적인 환경에서는 어떤 운영자도 감당할 수 없는 위험입니다. 반대로, 충분한 온도 조절 없이 극도로 추운 환경에서 배터리를 작동하면 성능이 저하되어 에너지 출력이 감소하고 충전 시간이 늘어날 수 있습니다.
강력한 액체 냉각 시스템은 패시브 또는 공랭식 방식보다 온도 변동을 더 효율적으로 관리하여 이러한 위험을 완화합니다. 일반적으로 물-글리콜 혼합물 또는 열 용량이 뛰어난 특수 유체로 구성된 액체 냉각제는 배터리 셀 주변의 채널을 통해 순환합니다. 이를 통해 셀에서 열을 빠르게 이동시키고 열교환기 또는 라디에이터를 통해 열을 방출하여 배터리가 최적의 온도 범위 내에서 유지되도록 합니다.
채굴 환경은 더욱 복잡합니다. 트럭은 거친 지형을 가로질러 이동하고, 혹독한 하중 사이클에서 작업하며, 뜨거운 사막부터 혹한의 북극 지역까지 모든 기상 조건에서 작동 상태를 유지해야 합니다. 지속적인 스트레스와 극한의 조건으로 인해 견고하고 내구성이 뛰어나며 유지보수가 용이한 냉각 시스템의 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 효과적인 냉각은 성능을 최적화할 뿐만 아니라 서비스 간격을 연장하여 가동 중단 비용을 줄여주며, 이는 채굴 환경에서 트럭이 1분이라도 작동하지 않으면 생산성 손실로 이어지는 상황에서 필수적으로 고려해야 할 사항입니다.
새로운 에너지 채굴 트럭에서 이러한 대형 배터리를 위한 액체 냉각 시스템을 설계하는 것은 다음과 같은 이유로 다릅니다:
1. 높은 열 부하
새로운 에너지 채굴 트럭은 승용차보다 훨씬 더 큰 배터리 팩을 탑재하고 있습니다. 특히 짐을 가득 싣고 가파른 언덕을 오르거나 운반하는 등 격렬한 작업 중에는 열이 엄청나게 발생할 수 있습니다. 적절한 냉각수 유량을 보장하기 위해 강력한 펌프와 대구경 냉각수 라인이 필요할 수 있습니다.
2. 열악한 작동 조건
광산 현장에 가본 적이 있나요? 먼지와 흙먼지가 사방에 널려 있습니다. 대형 암석 트럭, 도저, 프런트 엔드 로더가 돌아다니는 소음으로 모든 것이 진동합니다. 모든 냉각 시스템은 누수나 막힘 없이 이러한 환경적 스트레스를 견뎌내야 합니다. 사용되는 재료와 씰은 부식에 강하고 유체 화학 변화를 처리할 수 있도록 설계되어야 합니다.
3. 확장성 및 모듈성
채굴 작업은 종종 제품군을 확장하거나 재구성하기 때문에 다양한 용량 요구 사항 또는 성능 프로필을 가진 배터리가 필요합니다. 모듈식 냉각 시스템은 더 큰 유연성을 제공합니다. 용량 요구 사항이 변경되면 전체 시스템을 재설계하지 않고도 냉각 루프를 확장하거나 재구성할 수 있습니다.
4. 에너지 효율성
냉각 펌프와 팬은 기생 부하로, 이를 구동하는 데 소비되는 에너지는 차량 추진에 사용되지 않습니다. 이러한 에너지 소비를 최소화하는 것은 배터리 주행 거리를 보존하는 데 필수적입니다. 고급 센서 기반 제어 전략은 필요할 때만 냉각을 활성화하여 시스템이 최대한 에너지 효율을 유지할 수 있도록 도와줍니다.
5. 유지 관리 및 신뢰성
원격 마이닝 사이트에는 유지보수 리소스가 제한되어 있는 경우가 많습니다. 다운타임은 비용이 많이 들기 때문에 빠른 수정이 실용적이어야 합니다. 가동 시간을 보장하고 공급망 중단을 방지하려면 견고한 설계와 쉽게 구할 수 있는 교체 부품이 필수적입니다.
새로운 에너지 채굴 트럭 분야의 잠재 고객은 일반적으로 액체 냉각 시스템에 대해 다양한 우려를 제기합니다. 다음은 우리가 항상 받는 몇 가지 질문입니다:
당사는 주로 다음을 사용합니다. 알루미늄 경량 특성, 내식성, 열 전도성이 바람직한 조합을 이루는 소재입니다. 고객이 더 높은 내구성을 요구하는 상황에서는 일부 구리 합금. 구체적인 선택은 필요한 열 전달 성능, 주변 환경 조건, 무게 제약에 대한 고객 선호도 등의 요인에 따라 달라집니다.
물론입니다. 디자인 프로세스에서는 다음을 고려합니다. 최대 발열량 과중한 작업에서 발생하는 문제를 해결합니다. 유체 채널 형상과 벽 두께를 최적화하여 플레이트가 냉각수를 효율적으로 분배하여 국부적인 과열을 방지합니다. 시뮬레이션 테스트 다시간 작업 최대 부하 상태에서 배터리 온도를 안전 범위 내로 유지하여 셀 수명을 연장하는 것으로 나타났습니다.
예, 저희는 전담 엔지니어링 팀 고객과 긴밀히 협력하여 플레이트 치수, 채널 레이아웃, 입구/출구 구성 및 장착 지점을 맞춤화합니다. 또한 유연한 툴링 프로세스 비표준 폼 팩터에 빠르게 적응할 수 있습니다. 이러한 커스터마이징을 통해 열 솔루션이 각 배터리 팩의 아키텍처적 뉘앙스에 완벽하게 맞출 수 있습니다.
당사의 최신 제조 시설은 다음을 제공할 수 있습니다. 매월 수천 개의 플레이트다음과 같은 자동화 프로세스를 통해 지원됩니다. CNC 가공, 브레이징및 로봇 조립. 채굴 차량이 증가하면 출력 에스컬레이션 생산 교대를 추가하거나 시설을 확장하여 생산량을 늘릴 수 있습니다. 글로벌 공급망 덕분에 시장의 요구에 부합하는 안정적인 자재 가용성을 유지할 수 있습니다.
당사는 다음과 같은 플레이트까지 성공적으로 제작했습니다. 길이 1.5m프로젝트에 필요한 경우 더 큰 유닛도 생산할 수 있습니다. 이러한 특수한 구성의 경우 철저한 구조 및 열 모델링을 수행하여 플레이트의 무결성과 냉각 기능이 손상되지 않았는지 확인합니다.
채굴 환경은 아침의 혹독한 추위부터 한낮의 무더위까지 진동하는 경우가 많기 때문에 넓은 작동 온도 범위가 필요합니다. 당사의 플레이트는 다음과 같은 환경에서 안정적으로 작동하도록 테스트되었습니다. -40°C(-40°F) ~ 80°C(176°F) 이상. 전문화된 개스킷 및 씰 추운 날씨에도 굳지 않고 고온에서도 탄성을 유지하여 유체를 안전하게 보관할 수 있습니다.
예, 사내 테스트 는 저희 R&D 주기의 핵심 요소입니다. 우리는 환경 챔버 를 사용하여 온도 변화를 시뮬레이션하고, 온도 변화를 시뮬레이션하기 위해 흐름 시각화 기법 냉각수의 균일한 분배를 보장합니다. 또한 고전류 방전 주기로 실제 주행 패턴을 재현하여 당사의 플레이트가 손상된 온도 급증을 완화하는지 확인합니다.
당사의 제조 공정은 다음을 준수합니다. ISO 9001 품질 표준. 목표 시장에 따라 다음과 같은 추가 규정을 준수하는 번호판을 제공합니다. CE 유럽 애플리케이션용 마킹. 고객이 지역별 추가 인증이 필요한 경우 엔지니어링 및 규제 팀이 해당 표준을 달성하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
우리는 10년 이상 전기 버스, 건설 기계, 광산 트럭을 위한 냉각 솔루션을 설계한 경험이 있습니다. 이러한 배경 덕분에 직원들은 실용적인 지식 고전류 시나리오, 거친 지형 진동 및 이러한 플랫폼에서 흔히 볼 수 있는 확장된 듀티 사이클을 처리하는 데 필요합니다.
네. 저희 플레이트는 종종 더 광범위한 열 루프 냉각 튜브, 라디에이터 및 활성 발열체를 포함할 수 있습니다.
냉각수를 적절히 관리하면 냉각판의 수명은 일반적으로 다음과 같습니다. 8~10년 이상으로 채굴 트럭에 사용되는 많은 배터리 시스템의 작동 수명과 비슷하거나 그 이상입니다. 당사는 다음을 견딜 수 있는 합금, 코팅 및 본딩 공정을 선택합니다. 장기 노출 진동, 압력 변동, 열 순환에 대한 내성을 키울 수 있습니다.
당사는 다음을 수용하도록 플레이트를 설계합니다. 냉각수 범위물-글리콜 혼합물, 유전체, 부식 억제제가 포함된 특수 유체 등 다양한 유체를 취급합니다. 당사의 기술팀은 고객과 협력하여 유체와 선택한 합금의 호환성을 확인하여 성능을 최적화하고 제품 수명을 연장합니다.
물론입니다. 당사는 다음을 제공했습니다. 액체 냉각 어셈블리 남미에서는 대형 광산 트럭, 아시아에서는 고하중 건설 기계, 북미에서는 전기 버스에 사용되었습니다. 각 프로젝트에서 다음과 같은 조합을 활용했습니다. 냉각판, 튜브 및 매니폴드 강력한 열 관리를 제공합니다. 이러한 실제 구현 사례는 복잡하고 대규모의 요구 사항을 처리할 수 있는 역량을 입증합니다.
다음을 활용합니다. 전산 유체 역학(CFD) 를 사용하여 채널 형상을 최적화하고 핫스팟을 제거합니다. 입구와 출구 흐름의 균형을 맞춰 전체 플레이트에서 고른 열 제거를 달성합니다. 당사의 전문성 유량 밸런싱 밸브 또한 실시간으로 미세 조정이 가능하여 부하가 높은 시나리오에서도 일관된 온도를 유지할 수 있습니다.
예, 복잡한 지오메트리 는 당사의 전문 분야 중 하나입니다. 당사는 기존 모듈 레이아웃에 맞는 곡면, 각진 플레이트 또는 다단계 플레이트를 제작할 수 있는 전문성과 장비를 갖추고 있습니다. 이는 다음을 원하는 OEM에게 매우 중요합니다. 에너지 밀도 극대화 효과적인 열 방출을 유지합니다.
확장된 제조 과정에서 당사는 다음을 준수합니다. 엄격한 프로세스 제어:
당사는 다음을 유지 관리합니다. 통계적 프로세스 제어(SPC) 데이터를 통해 프로덕션 품질에 대한 실시간 가시성을 확보할 수 있습니다.
강력한 냉각 시스템은 극심한 하중과 극한의 환경에 직면하는 대형 전기 트럭에 필수적입니다. 누출을 방지하고 부식을 차단하며 열 균형을 유지함으로써 광산 운영자는 배터리 수명을 연장하고 더 안전한 공정을 실현할 수 있습니다. 전략적으로 선택한 재료, 전문적으로 보정된 흐름 역학, 신속한 결함 감지가 안전한 고성능 솔루션으로 통합됩니다. 엔지니어링 전문성을 갖춘 XD THERMAL는 검증된 엔드투엔드 열 관리 서비스를 제공하여 비용 효율성, 내구성 및 환경 표준을 준수하면서 새로운 에너지 채굴 트럭의 까다로운 영역에서 발전을 촉진합니다.
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