"손자?" 군사 상황 ":"그러므로 선전하는 자는 모세를 도모하고 남을 탓하지 않기 때문에 사람을 골라 쓸 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 전쟁명언) "치군이 엄격하지 않고, 교육이 잘 되지 않아, 패배로 이어진다는 것은 장군들의 잘못이라는 뜻이다. 배터리 팩의 각 코어는 전동차에 에너지를 공급하는 병사들이다. 어떻게 하면 이 병사들을' 열이 통제불능이다',' 자연 발화',' 극한의 날씨에 그들에게',' 더 강한 지구력을 얻을 수 있도록',' 장군'-'열관리 시스템' 이 필요하다.
■ 여름에 어떻게 자연 발화 살인자를 억제할 수 있습니까?
2020 년 순수 전기 자동차의 응용으로 볼 때, 일부 차종은 3 원 리튬 이온 배터리 시스템의 에너지 밀도가 180Wh/kg 까지 190Wh/kg 까지 탑재했습니다. 만약 차량이 열관리 시스템에서 표준에 미치지 못한다면, 이런 에너지 밀도가 높은 배터리는 안전의 위험을 묻기 쉽다.
"공신부의 이 기준은 의심할 여지 없이 신에너지 자동차 분야의 배터리 안전을 위한 새로운 문턱을 설정했다." 파레오 중국 최고기술관 구 건민 박사는 자동차 집과 교류할 때 말했다. 그러나 그의 의견으로는, 전기 자동차 안전의 궁극적 인 목표는 5 분 경보가 아니라 설계 및 제조 수준을 지속적으로 향상시키고 결국 단일 코어가 통제되지 않거나 단일 코어가 통제 불능 상태가 된 후 화재 폭발을 유발하지 않기 때문에이 표준은 "영구적 인 해결책" 이 아닙니다.
사실, 에너지 전달체로서 자연계에는 완전히 안전한 배터리가 없다. 각 배터리와 배터리 시스템은 열 제어 과정에서 큰 차이가 있으며, 모든 자동차 기업이 5 분짜리' 생명벽' 을 지을 수 있는 것은 아니다. 단순히 압력을 전원 배터리로 옮기는 것은 적절하지 않다. 전동차가 안전한지, 자동차 업체 자체의 기술력과도 관련이 있으며, 배터리 열 관리 시스템이 중요한 부분이다.
배터리 자연 연소를 막기 위해 열관리 시스템' 장군' 의 첫 번째 임무는' 온도 제어' 로 아래 병사 (배터리) 가 열 통제불능으로 인해 자연 연소되는 것을 방지하는 것이다. 배터리의 습관은 인간과 비슷하다. 그것은 너무 덥지도 춥지도 않다. 가장 적합한 작동 온도는10-30 C 사이입니다. 온도가 너무 높을 때, 배터리 열 관리 시스템은 보통 두 가지 방법, 즉 공랭과 수냉을 냉각한다.
"테슬라는 액체 냉각 배터리 열 관리 시스템을 사용합니다."
바람이 차갑고, 한 마디로' 바람과 함께 가다' 는 뜻으로, 기술은 간단하고, 비용은 낮으며 (약 1200 원), 유지관리는 쉽지만, 열균형을 이루기 어렵고, 배터리 내부의 전체 온도는 쉽게 변한다. 전동차 개발 초기에는 우세한 인산철 리튬 배터리의 열 안정성이 우수하고 열 요구 사항이 상대적으로 낮기 때문에 열 관리 시스템이 너무 복잡할 필요가 없고 공랭식 기술을 채택할 수 있다. 초기 대표 차종으로는 닛산 바람, 북기 신 에너지 EC, 도요타 프리우스 등이 있었다.
그러나 현재 배터리의 에너지 밀도는 갈수록 높아지고 있다. 메인스트림 니켈 삼원 배터리든 구조변화가 큰 인산 철리튬 배터리든 배터리 열 관리 시스템에 대한 요구가 높아지고 있다. 현재 배터리 냉각 시스템이 공랭에서 수냉으로 기울어지고 있다. 수냉은 주로 배터리 튜브의 액체를 통해 배터리 온도를 조절하는데, 냉각 효과가 좋아 전체 배터리 온도가 균형을 이룰 수 있지만 단점도 뚜렷하다. 그 기술적 난이도는 공랭보다 크고, 원가가 높고 (3500 원 정도) 부피가 크다. 공장 열 관리 시스템의 배치가 좋지 않으면 전체 배터리의 에너지 밀도가 떨어질 것이다. 골프 GTE, 웨이라이 ES6, 비아디탕 신에너지, 테슬라 모델 3 등 차종은 모두 수냉을 채택한 것으로 집계됐다. 수냉 기술의 시장 침투율은 이미 60% 를 넘어선 것으로 추산된다.
속담에 쥐똥 한 알이 죽 한 솥을 망가뜨렸다는 말이 있다. 만약 한 코어열이 통제력을 잃는다면, 인접한 코어는 열을 통제할 수 없게 되고, 한 명씩 퍼진다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 코어명언) 조기에 예방할 수 있는 방법이 있습니까? 아니면 어떤 전기심 열이 통제불능인 것을 발견했을 때, 가능한 한 빨리 그것을 "끊어" 야 합니까?
구건민은 자동차 집에 "배터리 안전은 기술적인 문제가 아니라 시스템 전체의 문제" 라고 말했다. 배터리 열 관리 시스템의 근본적인 역할은 배터리가 적절한 온도 범위 내에서 작동하여 최적의 사용 상태와 효율성을 유지하고 배터리 시스템의 성능과 수명을 보장하는 것입니다. 배터리 열이 통제력을 상실한 후 작동을 중단하는 것이 아니라 배터리 시스템의 성능과 수명을 보장하는 것입니다. "
이전의 전동차 자연 연소 사례는 전동차가 일단 자연 연소되면 대량의 물로 온도를 낮추지 않는 한, 단순히 작은 말린 가루 소화기를 사용하는 것은 억제할 수 없다는 것을 형상적으로 설명했다. 대부분의 경우, 사람들은 그것이 완전히 타는 것을 볼 수 있다. 이에 따라 배터리 열 관리는 설계 초기에 개입하여 통합 최적화 플랫폼을 활용하여 구조, 열, 피로, 수명 커플링을 실현하여 열 제어를 방지해야 합니다. 열이 걷잡을 수 없게 되면, 운전자가 안전한 곳으로 도피할 수 있도록 즉시 감시하고 미리 경찰에 신고해야 한다. " 구 Jianmin 는 말했다.
물론, 최종 목표에 대해 업계는 여전히 배터리 열 관리 기술을 탐구하고 있다. American Allcell Technology Corporation 은 액체와 고체 사이를 전환할 수 있는 물질인 상변화 물질을 기반으로 하는 배터리 열 제어 격리 재료 PCC 를 개발한 것으로 알려졌다. 침자 실험에서 4 문자열 18650 배터리 팩에서 PCC 재료를 사용하지 않을 때 하나의 셀 열이 제어되지 않아 배터리 팩의 20 개 배터리 열이 제어되지 않는 반면, PCC 재료를 사용하는 배터리 팩에서는 한 셀 열이 제어되지 않아 다른 배터리 열이 제어되지 않습니다. 이 방법은 배터리 열 관리의 가장 유망한 발전 방향으로 간주되지만 아직 실험실 단계에 있다.
■ 겨울, 냉동 배터리는 어떻게 "계속 살" 수 있습니까?
전기차의 안전성을 재검토하는 것 외에도, 항속 역시 소비자들이 전기차를 구매하는 데 큰 불안이다. 현재 많은 신차종은 자신의 항속 마일리지가 600km, 심지어 700km 이상에 달할 수 있다고 주장하지만, 실제 실제 효과는 어떻습니까? "전동차가 주장하는 항속, 실제로 20% 할인, 에어컨은 60% 할인됩니다." 한 업계 인사가 이에 대해 조롱했다. 배터리는 가열도 내한성도 없기 때문에 배터리가 가장 적합한 온도에서 작동하도록 많은 양의 전기를 소모한다.
여름과 비교했을 때, 극한날씨는 배터리에 일종의 살상력이다. 예를 들어, 현재 일부 휴대전화는 추운 동북에서 휴대전화 뒷면에 따뜻한 아기를 붙이지 않으면 몇 분 안에 전기의 60% 만 남아서 바로 전원을 끕니다. 핸드폰이' 벽돌' 이 된 것은 이미 매우 비참하다. 이런 상황이 주행 중인 전동차로 바뀌면 악몽과도 같다.
전통 자동차의 경우 엔진 자체가 많은 열을 가져가고 겨울에는 따뜻한 바람의 전력 소비량이 적다. 그러나 전기 자동차의 경우 엔진의 열원이 없어 동력 배터리는 자동차를 구동할 수 있는 에너지를 제공할 뿐만 아니라 일부 에너지를 따뜻한 바람의 전력 소비량으로 나누어 비용이 매우 높다. (윌리엄 셰익스피어, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차) 따라서 완벽한 배터리 열 관리 시스템도 겨울철 이 중요한 순간에 배터리를 예열하고 에어컨 열 관리 시스템과 함께 배터리 수명을 극대화해야 합니다.
이 단계에서 전기 자동차의 난방 및 에어컨 대도시에 추가 PTC 히터를 설치하여 보충한다. 우리가 사용하는 "빠른 난방" 과 유사하게 작동하여 파이프의 냉각수를 빠르게 가열하고 배터리 팩을 가열할 수 있습니다. 구조는 간단하고 비용은 낮지만 전력 소비량은 엄청납니다.
이상은 보수적인 알고리즘으로 겨울에 PTC 방안으로 배터리를 가열하는 것은 여전히 큰 부담이다. 난방 효율을 달성하지 못한다면, 전기차의 겨울 항속 시간이 반으로 줄어든다고 해도 과언이 아니다.
배터리 수명을 신선하게 유지할 수 있는 더 좋은 방법이 없을까요? 대답은' 예' 입니다. 신형 열펌프 에어컨은 전동차 발열로 인한 항속 문제를 효과적으로 완화할 수 있습니다. PTC 의' 전력 변환 열' 보다 열 펌프 시스템은' 전력 운반 열' 으로 에너지 손실이 없어 열효율이 더 높다. Hanon 의 연구에 따르면 같은 환경에서 열펌프 발열의 열효율은 PTC 의 1.8-2.4 배에 달하며 에너지 절약 효과가 뛰어나 발열로 인한 손실 마일리지를 절반으로 줄일 수 있다.
열펌프 에어컨은 이런 장점을 가지고 있으며, 아우디 R8 e-tron, BMW i3, 닛산 바람, 기아 Soul, 재규어 I-PACE 를 포함한 전통적인 자동차 업체들은 당연히 열펌프 시스템을 채택하고 있다. 국내에서 화우삼전기는 열펌프 에어컨 양산을 실현하는 최초의 부품업체로, 그 열펌프 에어컨은 SAIC 승용차 산하의 영웨이맨웨이 X 와 Ei5 전동차를 탑재했다.
Rongwei manwei x 열 펌프 에어컨 시스템
그러나 열펌프 시스템은 아직 발전 초기에 부하 침투율이 10% 미만이다. 기술적으로 저온 시동 어려움, 높은 비용 문제가 있습니다. "저온에서 (-10 C 에서 0 C 사이) 파레오의 열펌프 기술은 기존 PTC 난방 기술에 비해 에너지 소비량을 최대 30% 까지 낮출 수 있다. 그러나 극한 조건 (-10 C 미만) 에서는 일반적으로 열 펌프와 PTC*** 난방을 사용하는 것이 좋습니다. 이는 현재 업계의 * * 입니다. 구 Jianmin 그렇게 말했다.
최근 고전적인 사례로 테슬라는 최근 열펌프 시스템에 대한 새로운 특허를 발표했고, Modle Y 에 먼저 적용될 것으로 예상된다. 이 기술은 설계에서 기존 PTC 를 제거하는 대신 열 펌프 에어컨에 저전압 PTC (보조 작용) 를 통합한 다음 배터리 시스템, 전력 전자 구동 시스템 및 차량 전체의 시스템 회로를 통합하여 모듈식 시스템을 구축합니다. "테슬라의' 놀이' 는 소프트웨어와 하드웨어의 관계를 변화시키고, 자동차 기업 내 다양한 시스템 설계의 협력 이념을 변화시켰는데, 이런 새로운 조직 방식은 전통차업체들이 단기간에 따라잡기 어렵다는 것이다." 한 자동차 전자 엔지니어가 이렇게 평가했다.
출처: y 형 소유자 설명서
■ 전기 자동차 열 관리, 국내 제조업체의 새로운 치즈?
전기 자동차의 열 관리 시스템은 전기 압축기, 전자 팽창 밸브, 배터리 냉각기, PTC 히터 등의 부품을 기존 연료 자동차에 비해 증가시켜 시스템 통합과 복잡성이 높아지고 비용은 기존 자동차의 1.9 10 원대에서 전기 자동차의 5280 원대로 증가했다. 부품 기업에 있어서, 전기 자동차의 열 관리 시스템은 새로운 치즈 한 조각이다.
과거 전통적인 자동차 열 관리 분야에서는 해외 4 대 부품 거물인 전기, 하능, 파레오, 말러가 전 세계 자동차 열 관리 시장의 54% 를 차지했다 (20 17 데이터). 이 때문에 이들 기업은 전기자동차 열관리 분야를 전전하면서 선제적인 우위를 점하고 있다.
파레오 신 에너지 자동차 열 시스템 (열 펌프 및 배터리 열 관리 시스템 포함) 다이어그램.
예를 들어, 파레오는 현재 전 세계 배터리 열 관리 시스템 15% 의 점유율을 차지하고 있으며 테슬라 모델 3 과 같은 모델에 열판을 제공하고 있으며, 20 19 년 대중 ID.3, 푸조 e-208 등 배터리 열 관리 및 열 펌프 주문을 획득했습니다. 전기설비 20 17 년 개발된 신형 열펌프는 도요타 프리즈프라이프 (Toyota Prime PHEV) 에 탑재되며, 작업 범위는-10 C 로 확장할 수 있으며, 원본보다 에너지 효율이 63%, 차량 수명 마일리지는 21로 늘어납니다. 말러는 열펌프를 기반으로 겨울철 전기 자동차의 항속 마일리지를 최대 20% 까지 높일 수 있는 통합 열 관리 시스템을 개발했으며, 현재 원형차에서 테스트를 진행하고 있다.
이렇게 전기차 열 관리의 핵심 기술은 해외 기업에 의해 봉쇄되었다. 전부는 아니다. 전통적인 열관리 거물들은 에어컨 시스템 기술 쇄신이 부족해 장점을 순조롭게 바꿀 수 있지만, 배터리 열관리 시스템은 완전히 새로운 분야로, 기술 장벽을 설치할 수 있는 기업이 없다.
국내 열관리회사 (예: 은륜, 삼화지제어, 오트가, 송지 등) 도 최근 몇 년간 전기자동차 열관리 분야를 적극 확대하고 있다. 국내 기업들은 전기자동차 열관리 치즈를 움직일 기회가 있지만, 더 많은 것은 열관리 Tier2 분야에 발을 들여놓은 것으로, 국제 열관리 거물보다 시스템 통합 방면에 여전히 짧은 판이 있다. 예를 들어, 드래곤 주식은 테슬라에게 열 관리 구성 요소를 제공하지만 Hanan American company 를 통해 통합해야 합니다.
추세상으로 볼 때, 국내 전통 자동차 열 관리 업체가 단일 부품에서 시스템 통합으로 확장하는 것은 필연적이다. 예를 들어, 은륜은 2020 년 3 월 테슬라와 자동차 핫 스왑 모듈 제품을 제공하는 계약을 체결했습니다. 회사 열펌프 시스템은 올해 하반기에 강릉 신에너지를 대량으로 공급할 예정이다. 202 1 부터 핫 스왑 어셈블리 제품은 길리 PMA 순수 전동 플랫폼에 공급됩니다. 이에 따라 신에너지 자동차가 가져온 기회는 열관리 시장의 순위를 다시 매길 수 있으며, 국내 업체들의 경쟁 우위는 두 가지 점, 즉 시장에 가깝고 비용이 저렴할 수 있음을 알 수 있다. 앞으로 Tier2 에서 Tier 1 으로 업그레이드하여 보다 정교한 열 관리 시스템을 개발해야 자신의 발언권을 강화할 수 있습니다.
■ 마지막에 쓴다:
오늘날 새로운 에너지 자동차의 새로운 보조금 정책은 연장되면서' 기술 지표의 안정성' 을 강조하면서 자동차 기업들에게 더 긴 완충 기간을 주었다. 자동차 기업들이 더 이상' 에너지 밀도' 만 추구하지 않고, 비용 절감으로 자재를 줄이지 말고, 소비자들을 항속 반감, 안전 등 여러 가지 불안에 빠뜨리지 않기를 바란다. 전동차가' 파도' 를 생각하려면, 열관리가 먼저 따라잡아야 한다.
미래의 새로운 에너지 자동차 열 관리의 발전에 대해 구건민은 두 가지 추세를 제시했다. 하나는 지능형 열 관리이고, 미래 열 관리 시스템은 스마트 곤돌라와 결합해 사용자에게 더욱 편안한 경험을 제공할 것이다. 예를 들면 가장 적합한 곤돌라 주변 온도를 자동으로 조절하는 것과 같다. 둘째, 빠른 충전과 과충전을 지원합니다. 충전난과 충전이 느린 것은 현재 전기자동차 사용자 경험에 영향을 미치는 두 가지 큰 통점이다. 테슬라 V3 과충전 말뚝과 같은 충전 시간을 단축하려면 열을 빨리 가져가야 하며 배터리 열 관리 시스템의 도움이 필요합니다. (문/자동차 집 펑페이)