파워 배터리의 냉각 성능은 배터리의 효율성, 수명, 안전성에 중추적인 역할을 합니다. 이 중요한 영향은 충전 및 방전 과정에서 발생하는 열에서 비롯됩니다. 온도가 상승하면 여러 가지 영향으로 배터리의 주요 특성이 변경됩니다. 여기에는 내부 저항, 전압, 충전 상태(SOC), 용량, 효율 등이 포함됩니다. 이를 관리하기 위해 엔지니어는 능동형 및 수동형 배터리를 모두 배포합니다. 배터리 열 관리 시스템(BTMS). 이러한 시스템은 매우 중요합니다. 리튬 이온 배터리를 최적의 온도로 유지합니다. 이러한 온도는 전기 자동차 성능에 매우 중요합니다.
새로운 에너지 차량 배터리는 빠르게 발전하고 있습니다. 더 높은 에너지 밀도와 더 긴 주행 거리를 향해 나아가고 있습니다. 이로 인해 고급 온도 관리에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 기술적 요구를 충족하기 위해 첨단 액체 냉각판 사용과 같은 최신 접근 방식이 개선되고 있습니다. 이러한 개선은 온도 제어를 개선할 것입니다. 또한 각 차량의 가치와 기능에 많은 것을 추가합니다. 신에너지 자동차 시장이 확대됨에 따라 효율적인 열 관리 시스템에 대한 필요성이 커지고 있습니다. 이러한 발전은 생산에 상당한 규모의 효과를 가져오고 배터리 공급망의 잠재적 성장을 강화할 것입니다.
배터리 발열 관리에 대한 이러한 포괄적인 접근 방식은 기술적 요구이자 시장의 원동력입니다. 이는 빠르게 변화하는 오늘날의 자동차 산업에서 첨단 냉각이 얼마나 중요한지 보여줍니다.
목차
전기 자동차 또는 에너지 저장 시스템의 열 관리를 최적화하는 방법에 대해 자세히 알고 싶으신가요? 아래 양식을 작성해 주시면 전문가 팀이 무료 상담을 위해 연락을 드릴 것입니다.
배터리 팩 냉각 방법
전기차 배터리 팩의 냉각 방식에는 공냉식, 수냉식, 직접 냉매 냉각의 세 가지 주요 냉각 방식이 있습니다.
공기 냉각
현재 주류 냉각은 여전히 공기를 열 전달 매체로 사용하는 공기 냉각, 즉 공랭식입니다.
공기 냉각에는 두 가지 일반적인 유형이 있습니다: 1. 외부 공기를 직접 사용하여 열을 전달하는 수동 공기 냉각, 2. 배터리 시스템에 들어가기 전에 외부 공기를 예열하거나 냉각할 수 있는 능동 공기 냉각. 이러한 유형의 냉각은 달성하기 쉽고 비용이 적게 들지만 냉각 효과가 떨어집니다. 홍광 미니 전기차와 같은 주류 소형 전기차와 초기 인기 전기차는 모두 이 배터리 냉각 방식을 사용합니다.
문헌 참고 자료능동형 대 수동형 열 관리
액체 냉각
액체 냉각 는 뛰어난 냉각 기능이 돋보입니다. 냉각수 시스템은 공랭식에 비해 비열 용량과 열 전달량이 훨씬 높습니다. 공랭식 시스템을 수십 배나 능가하는 경우가 많습니다. 이렇게 뛰어난 열 성능 덕분에 작동 온도가 훨씬 낮아집니다. 배터리 팩 내의 온도 차이를 줄여줍니다. 결과적으로 액체 냉각 솔루션은 배터리 효율, 안정성 및 전반적인 내구성을 크게 개선하는 데 기여합니다.
하지만 수냉식 냉각에는 여러 가지 어려움이 따른다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 배터리 팩이 밀폐되어 있는지 확인 는 액체 냉각을 추가할 때 매우 중요합니다. 누수가 발생하면 시스템의 무결성과 성능이 손상될 수 있습니다. 또한 액체 냉각은 초기 비용과 운영 비용이 더 높습니다. 단순한 공랭식 냉각 비용보다 더 높습니다. 그럼에도 불구하고 열 관리 및 배터리 성능을 위한 액체 냉각의 이점은 종종 투자할 만한 가치가 있습니다. 특히 냉각 요구 사항이 엄격한 애플리케이션의 경우 더욱 그렇습니다.
냉매 직접 냉각
직접 냉각은 냉매를 열 전달 매체로 사용하여 기체-액체 상 변화 과정에서 많은 양의 열을 흡수하여 냉장 액체에 비해 열 전달 효율을 3배 이상 높이고 배터리 시스템에서 열을 더 빨리 제거합니다. 그러나 이 시스템은 이중 증발기 시스템으로 배터리 가열, 응축수 보호 기능이 없으며 냉매 온도를 쉽게 제어할 수 없고 냉매 시스템 수명이 좋지 않습니다.
파워 셀의 냉각 솔루션을 선택하는 경우, Trumonytechs는 액체 냉각을 선호하는 솔루션으로 권장합니다. 현재 공기 냉각이 주류 냉각 방법이지만, 배터리 개발의 추세는 더 높은 에너지 밀도로 향할 것이며, 열 폭주의 부정적인 영향이 점점 더 커질 것이므로 고에너지 밀도 배터리의 안전에는 특별한주의가 필요합니다.
수냉식 솔루션은 열 전달 능력, 열 전달 일관성, PACK 밀봉 및 NVH 측면에서 고유한 이점이 있습니다.
두 번째 이유는 액체 냉각이 기존 차량에 오랫동안 사용되어 왔고 공급망이 잘 구축되어 있으며 설계와 공정이 안정적일 때 배터리 시스템의 비용을 효과적으로 제어할 수 있기 때문입니다.
기술 비교: 배터리 냉각 기술의 장점, 단점 및 시나리오
특정 애플리케이션에 가장 적합한 배터리 냉각 기술을 선택할 때는 각 기술이 다양한 환경과 조건에서 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 중요합니다. 다음은 공기 냉각, 액체 냉각, 직접 냉매 냉각의 세 가지 주요 냉각 기술을 비교한 것입니다:
| 냉각 기술 | 장점 | 단점 | 적합한 애플리케이션 |
|---|---|---|---|
| 공기 냉각 | - 저렴한 비용 | - 냉각 효율 저하 | - 비용에 민감한 애플리케이션 |
| - 간편한 시스템, 간편한 설치 및 유지보수 | - 고온 또는 고부하에서 냉각이 불충분한 경우 | (예: 소형 전기 기기, 일부 전기 자동차) | |
| 액체 냉각 | - 효율적인 열 전달 | - 초기 및 유지보수 비용 증가 | - 광범위한 열 관리가 필요한 애플리케이션 |
| - 정밀한 온도 제어 | - 복잡성과 높은 요구 사항의 기밀성 보장 | (예: 고성능 전기 자동차, 에너지 저장 시스템) | |
| 직접 냉매 냉각 | - 최고의 냉각 효율 | - 기술 복잡성 및 비용 증가 | - 고온 및 고부하 환경 |
| - 극한의 온도 조건에 적합 | - 환경에 미치는 영향 및 냉매 누출 위험 | (예: 서버 냉각, 고성능 전기 자동차) |
액체 냉각 솔루션 케이스
현재 대부분의 주류 신에너지 차량은 열 관리를 위해 액체 냉각 솔루션을 사용합니다. 다음은 테슬라를 예로 들어 테슬라가 어떻게 수행하는지에 대한 간략한 인사이트를 제공합니다. 히트 파이프 냉각 의 배터리 팩을 사용합니다.
Tesla는 배터리 열 관리를 위해 액체 냉각 솔루션을 사용하며, 각 Tesla에는 특수 액체 사이클 온도 관리 시스템이 장착되어 있고 각 단일 배터리 주변에 있습니다. 사용되는 냉각수는 50% 물과 50% 글리콜의 혼합물이며 녹색입니다.
냉각수는 파이프를 통해 흐르다가 결국 차량 헤드의 열교환기에서 방출되어 균형 잡힌 배터리 온도를 유지함으로써 국부적인 고온이 배터리 성능에 영향을 미치는 것을 방지합니다. 테슬라의 배터리 열 관리 시스템 는 배터리 팩의 온도를 ±2°C까지 제어할 수 있어 배터리 플레이트의 온도를 효과적으로 제어할 수 있습니다.
예를 들어 모듈 수냉 시스템은 각 모듈로 유입되는 냉각수가 비슷한 온도를 유지하도록 병렬로 구성됩니다.
복잡성과 생산 비용을 줄이는 방법
액체 냉각 솔루션은 고성능 컴퓨팅, 게임 및 효율적인 열 방출이 필요한 기타 산업에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 액체 냉각 솔루션의 개발에는 열원에서 냉각수로 열을 효율적으로 전달하여 시스템 외부로 방출할 수 있는 시스템을 설계하고 엔지니어링하는 과정이 포함됩니다. 그러나 액체 냉각 솔루션 개발에는 몇 가지 도전 과제와 어려움이 있으며, 이에 대해서는 아래에서 설명합니다:
시스템 복잡성: 액체 냉각 시스템은 기존의 공냉식 냉각 시스템보다 더 복잡하며 펌프, 라디에이터, 튜브, 냉각수 등의 추가 구성품이 필요합니다. 이러한 추가 구성 요소는 시스템을 더욱 복잡하게 만들어 설계 및 제조를 더욱 어렵게 만듭니다.
누수 위험: 액체 냉각 시스템은 누출에 취약하며, 누출로 인해 부품이 손상되고 안전 위험이 발생할 수 있습니다. 제조업체는 누출이 발생하지 않도록 설계하고 누출이 발생할 경우 이를 감지하고 처리할 수 있는 프로토콜을 개발해야 합니다.
유지 관리 요구 사항: 액체 냉각 시스템이 제대로 작동하려면 정기적인 유지보수가 필요합니다. 여기에는 냉각수 교체, 라디에이터 청소, 누수 점검 등이 포함됩니다. 유지관리는 시간과 비용이 많이 들 수 있으며 전문 도구와 지식이 필요할 수 있습니다.
호환성 문제: 모든 구성품이 액체 냉각 시스템과 호환되는 것은 아닙니다. 예를 들어, 일부 마더보드에는 액체 냉각 블록에 필요한 피팅이나 장착 지점이 없거나 추가 어댑터 또는 브래킷이 필요할 수 있습니다. 제조업체는 시스템이 널리 채택될 수 있도록 설계가 다양한 구성 요소와 호환되는지 확인해야 합니다.
비용: 액체 냉각 시스템은 추가 부품과 복잡성으로 인해 개발 및 제조 비용이 많이 들 수 있습니다. 이로 인해 소비자의 접근성이 떨어지고 시장에서의 채택이 제한될 수 있습니다.
성능과 비용 요구 사항이 결합된 새로운 에너지 차량으로 인해 경량, 우수한 열전도율, 강력한 부식 방지 및 기타 내피로성, 우수한 공정 성능을 갖춘 파워 배터리 액체 냉각판이 필요해졌습니다. 동시에 고속 충전 및 장거리 주행과 같은 기술 추세에 따라 배터리 장치 발열량이 증가하여 배터리 냉각 용량에 대한 요구 사항도 높아졌습니다.
사용자 유지 관리 가이드: 배터리 냉각 시스템
배터리 냉각 시스템을 유지 관리하고 서비스하는 것은 배터리 안정성과 성능을 보장하는 데 매우 중요합니다. 다음은 배터리 냉각 시스템을 유지 관리하고 최적화하기 위해 Trumonytechs에서 취할 수 있는 조치의 모음입니다:
정기 검사
파이프, 연결부, 냉각수 레벨 등 냉각 시스템의 외관을 주기적으로 점검하세요.
파이프와 냉각기를 포함한 냉각 시스템에 누수 징후가 있는지 점검하세요.
열 전달 효율을 높이기 위해 냉각 시스템의 냉각기를 정기적으로 청소하세요.
문제 해결
냉각 시스템에서 누수나 비정상적인 온도가 발견되면 즉시 사용을 중단하고 전문 기술자에게 문제 해결 및 수리를 의뢰하세요.
냉각 시스템 고장의 신호일 수 있는 비정상적인 온도 변동이나 경보 신호가 있는지 주의하세요.
모범 사례
냉각 시스템에 추가적인 부하를 줄 수 있는 극한의 온도 조건에서 배터리를 과도하게 사용하지 마세요.
제조업체의 권장 사항에 따라 냉각수를 정기적으로 교체하세요.
배터리 냉각 시스템의 올바른 사용 및 유지 관리를 위해 제조업체의 권장 사항과 지침을 따르세요.
결론
배터리 냉각 시스템은 매우 중요합니다. 배터리 성능, 안전성, 수명을 보장합니다. 공랭식, 액체 냉각 또는 직접 냉매 냉각 방식이 있습니다. 각 방식마다 장점과 용도가 있습니다. 유지보수와 최적화를 잘 수행하면 냉각 시스템의 효율성과 안정성을 높일 수 있습니다.
우수한 배터리 냉각 솔루션이 필요한 경우 Trumonytechs는 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있는 기술과 경험을 보유하고 있습니다. 각 애플리케이션의 고유한 요구 사항을 이해하고 고객의 특정 요구 사항에 맞는 냉각 기술을 제공할 수 있습니다. 지금 Trumonytechs에 문의하세요 배터리 냉각 시스템 솔루션!
자주 묻는 질문
배터리 냉각 시스템은 공기, 액체 또는 냉매를 매체로 사용하여 배터리 온도를 조절합니다. 이러한 시스템은 열을 전달합니다. 배터리가 적절한 온도를 유지하도록 도와줍니다. 이를 통해 효율성이 향상되고 배터리 수명이 연장됩니다.
배터리는 충전 및 방전 과정에서 열이 발생합니다. 온도가 너무 높아지면 배터리의 성능, 안전 및 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. 냉각 시스템은 배터리를 안전하게 보호합니다. 냉각 시스템은 배터리가 너무 뜨거워지는 것을 방지하고 다음과 같은 문제를 방지합니다. 열 폭주.
공랭식 냉각 시스템은 공기를 냉각 매체로 사용하므로 비용이 저렴하고 유지 관리가 쉽지만 효율성이 떨어집니다. 액체 냉각 시스템은 액체(예: 물과 글리콜)를 사용하여 냉각합니다. 이 액체는 열 전달 효율이 높고 에너지 밀도가 높은 배터리에 적합합니다. 하지만 비용이 더 많이 들고 유지 관리가 더 필요합니다.
직접 냉매 냉각 시스템은 상 변화를 통해 열을 흡수합니다. 냉매가 기체에서 액체로 변화하는 것입니다. 이 방식은 매우 높은 냉각 효율을 제공합니다. 고성능 애플리케이션에 이상적입니다. 많은 열을 빠르게 제거해야 합니다. 여기에는 고성능 전자제품과 일부 전기 자동차가 포함됩니다.
유지 관리가 필요합니다. 배터리 냉각 시스템. 여기에는 냉각수 레벨과 배관 점검이 포함됩니다. 또한 막힘을 방지하기 위해 쿨러를 청소해야 합니다. 그리고 시스템에 누수가 있는지 확인하세요. 제조업체의 유지관리 지침을 따르는 것이 시스템을 효율적으로 유지하는 핵심입니다.
