액체 냉각 열 관리 시스템으로 온도 변화를 제거하여 리튬 이온 배터리 수명 연장

숨겨진 위협: 배터리 셀 전체의 온도 불일치

지구 온난화, 에너지 부족, 환경 오염이 심화되면서 전기 자동차는 기존 자동차를 대체할 강력한 대안으로 떠오르고 있습니다. 그러나 EV 작동 중에는, 특히 가속 및 상승 시 배터리 전류가 급격히 상승하여 상당한 열이 발생합니다. 과도한 온도는 배터리 성능과 안전에 대한 잘 알려진 위협이지만 눈에 덜 띄지만 그에 못지않게 위험한 요소는 배터리 셀 간의 온도 불일치입니다.

배터리 팩 내의 서로 다른 셀이 서로 다른 온도에서 작동하면 성능 저하 속도가 달라집니다. 일부 셀은 다른 셀보다 빨리 노화되어 전체 팩 용량을 줄이고 시스템 수명을 단축하며 잠재적인 안전 위험을 초래합니다. 온도가 낮으면 충전 및 방전 효율도 저하됩니다. 복잡하고 가변적인 주행 조건에서 리튬이온 배터리 성능, 수명, 안전성을 보장하려면 열 관리 시스템이 최적의 온도뿐만 아니라 온도 균일성도 유지해야 합니다.

이러한 중요한 요구 사항을 해결하기 위해 Tenglong Automotive 엔지니어링 팀은 전기 자동차 리튬 이온 배터리 팩용으로 특별히 설계된 액체 냉각 열 관리 시스템을 개발했습니다.

엔지니어링 우수성: 온도 균일성에 초점을 맞춘 지능형 제어

RD13 프로젝트는 포괄적인 모니터링 및 제어 기능을 갖춘 정교한 액체 냉각 아키텍처를 도입합니다.

▸ 통합 마이크로컨트롤러 네트워크: 중앙 마이크로컨트롤러는 와이어를 통해 차량의 온보드 전원 공급 장치, 공기 댐퍼, 가변 주파수 드라이브 및 온도 센서에 연결됩니다. 가변 주파수 드라이브는 송풍기와 순환 펌프를 모두 제어하므로 실시간 조건에 따라 정밀한 냉각 전력 조정이 가능합니다.

▸ 사용자 인터페이스 및 안전 기능: 마이크로컨트롤러는 디스플레이 화면, 경고 모듈, 매개변수 설정 모듈, 데이터 비교 모듈 및 데이터 저장 모듈과 인터페이스하여 운영자에게 열 관리 시스템에 대한 완전한 가시성과 제어 기능을 제공합니다.

▸ 최적화된 열 인터페이스: 냉각판은 전원 배터리 모듈 아래에 위치합니다. 배터리 모듈 하단과 냉각판 사이에 열전도 패드를 배치해 뛰어난 접촉성을 보장하고 열 전달 효율을 극대화합니다.

▸ 직렬-병렬 흐름 구성: 냉각 회로는 직렬 및 병렬 연결의 조합을 사용하여 설계되었으며, 모든 배터리 셀에 균일한 냉각수 분포를 유지하면서 공간 레이아웃 요구 사항을 충족하도록 최적화되었습니다.

배터리 수명을 위한 주요 혁신

▸ 가변 주파수 에너지 절약: 시스템은 감지된 온도 수준에 따라 송풍기와 워터 펌프 전력을 조정하여 정상 작동 중 에너지 소비를 크게 줄입니다.

▸ 온도 변화 제거: 배터리 팩 전체에 균일한 온도 분포를 보장함으로써 시스템은 서로 다른 위치에 있는 셀 간의 온도 차이를 최소화합니다. 이로 인해 모든 셀이 거의 동일한 속도로 노화되어 전체 배터리 시스템 서비스 수명이 크게 연장됩니다.

▸ 단계적 냉각 전략: 단계적 냉각 접근 방식은 배터리 모듈 내의 온도 차이를 줄이는 동시에 냉각 속도를 가속화합니다. 이 이중 이점은 EV가 일상적으로 직면하는 복잡하고 가변적인 주행 조건에서 최적의 배터리 성능, 수명 및 안전성을 보장합니다.

검증된 결과와 지적재산권

이 프로젝트는 국가 발명 특허인 "신에너지 차량용 배터리 냉각 시스템"(특허 번호 ZL201810502762.X)의 성공적인 구현을 나타냅니다. 특허 받은 디자인은 보호 하우징, 먼지 스크린과 댐퍼가 있는 전략적으로 배치된 통풍구, 강제 대류를 위한 송풍기, 하우징 벽에 수직으로 장착된 열 전도성 플레이트, 실시간 모니터링을 위한 통합 온도 센서를 특징으로 합니다.

최종평가위원회 이 시스템은 회사의 스프레이 차량 제품 라인에 성공적으로 적용되어 복잡한 작동 조건에서 배터리 성능, 수명 및 안전성을 보장함을 확인했습니다. 이 제품은 상업적 판매를 달성하여 긍정적인 경제적 수익을 제공했습니다.

정밀한 열 관리에 대한 약속

RD13 프로젝트는 정밀 열 제어를 통한 고급 배터리 보호에 대한 Xiangyang Tenglong Automotive의 노력을 강화합니다. 이 액체 냉각 열 관리 시스템을 분사 차량, 버스, 물류 차량 등의 차량 라인업에 통합함으로써 모든 배터리 셀이 최적의 온도에서 작동하고 균일하게 노화되며 최대 서비스 수명을 제공하여 고객에게 안전하고 신뢰할 수 있으며 내구성이 뛰어난 전기 자동차를 제공합니다.

전기 자동차 리튬 이온 배터리용 액체 냉각 열 관리 시스템 설계를 위한 RD13 프로젝트 제안