글로벌 에너지 구조의 변화와 환경 보호 인식의 향상으로 인해 전기 자동차는 자동차 산업의 중요한 발전 방향이 되었습니다. 전기차의 '심장'인 배터리의 성능과 수명은 차량 전체의 성능과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.
이러한 맥락에서 배터리 열관리 시스템의 중요성은 더욱 부각되고 있으며, 효율적인 열 방출 방법 중 하나인 액체 냉각 기술은 전기 자동차의 성능을 향상시키는 핵심 기술 중 하나로 자리 잡았습니다. 기술 진보와 비용 통제라는 이중 과제에 직면해 있으며 점차 업계의 연구 핫스팟이 되었습니다.
액체 냉각 기술은 액체 매체(예: 물, 에틸렌 글리콜 용액 등)를 순환시켜 배터리에서 발생하는 열을 제거함으로써 배터리 작동을 적절한 온도 범위 내에서 유지하는 것을 말합니다. 이 기술은 배터리 수명을 효과적으로 연장하고 에너지 밀도와 충전 효율성을 향상시킬 수 있기 때문에 고성능 전기 자동차에 특히 중요합니다.
기존 공기 냉각 시스템과 비교하여 액체 냉각 시스템은 열 전도 효율이 높고 크기와 무게가 더 작으며 소음이 낮다는 장점이 있습니다.
액체 냉각 시스템의 설계 및 제조는 엔지니어에게 학제간 지식과 기술은 물론 신소재, 신공정, 신기술에 대한 깊은 이해가 필요한 포괄적인 프로젝트입니다. 관련된 여러 핵심 기술에는 다음이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.
01 유로 설계
유로 설계는 액체 냉각 시스템의 핵심으로 냉각수의 흐름 특성과 열교환 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 엔지니어는 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션 기술을 사용하여 유로 내 냉각수의 흐름을 시뮬레이션하고 열교환 효율을 예측 및 분석할 수 있습니다. 구조적 토폴로지 최적화 방법과 결합하여 최적의 흐름 채널 형상을 찾아 더 높은 열 전도성과 더 낮은 유체 저항을 달성할 수 있습니다.
02 소재선택
재료 선택은 액체 냉각 시스템의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 액체 냉각판은 열원에서 열을 효과적으로 전도하고 냉각수를 통해 신속하게 제거할 수 있는 알루미늄 또는 구리와 같은 열 전도성이 높은 금속 재료를 선택합니다. 그러나 열전도율 외에도 재료의 내식성, 기계적 강도도 설계 시 고려해야 할 요소입니다. 이러한 특성은 액체 냉각 시스템이 다양한 작업 환경에서 장기적인 안정성과 신뢰성을 유지할 수 있도록 보장합니다.
03 펌프 및 라디에이터
펌프와 라디에이터는 액체 냉각 시스템의 "심장"이자 "폐"입니다. 이 둘은 함께 냉각수의 순환과 열 방출을 유지합니다. 액체 냉각 시스템의 "동력원"인 펌프 선택의 핵심은 효율성과 신뢰성에 있습니다. 다양한 작업 조건에서 안정적인 유량을 제공할 수 있는지 확인해야 합니다. 라디에이터의 설계는 최고의 비용 효율성을 달성하기 위해 비용 효율성을 고려하는 동시에 방열 성능을 보장해야 합니다.
04 제어 전략
제어 전략은 액체 냉각 시스템의 효과적인 작동에 매우 중요합니다. 정밀한 제어 알고리즘을 통해 냉각수의 유량과 라디에이터의 작동 매개변수는 열원의 실제 온도와 작동 상태에 따라 동적으로 조정될 수 있으므로 배터리 또는 기타 주요 구성 요소의 온도가 내에서 안정적으로 유지됩니다. 과열이나 과냉각을 방지하기 위한 최적의 작업 범위.
05 제조공정
제조 공정의 발전은 액체 냉각 시스템의 성능과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 3D 프린팅 기술과 마이크로채널 처리 기술을 사용하면 액체 냉각판을 정밀하게 제조할 수 있습니다. 이러한 기술은 유로의 크기와 모양을 보다 정밀하게 만들어 전체 시스템의 소형화 및 방열 효율을 향상시킵니다. 동시에 고급 제조 공정은 제조 결함을 줄이고 제품 일관성과 신뢰성을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다.
현재 포르쉐, 아우디 등 많은 고급 전기차 브랜드들이 액체 냉각 시스템을 채택하기 시작했으며, 테슬라의 모델 S와 모델 X는 냉각판과 냉각수 순환 시스템이 통합되어 효율적인 열 관리를 달성하는 액체 냉각 배터리 시스템을 사용하고 있다. 배터리 팩에.
