전기 자동차(EV)는 환경 친화적인 운송 수단의 미래를 대표합니다. 전 세계 전기 자동차 시장은 지난 10년 동안 판매량이 지속적으로 증가했습니다. 전기 자동차에서 리튬 이온 배터리 사용을 둘러싼 안전 문제는 가장 중요하고, 배터리가 더 강력해지고 충전 시간이 빨라지며 주행 거리를 증가시키기 위해 배터리 팩의 크기가 증가함에 따라 더욱 두드러지고 있습니다.
에너지 밀도가 높은 재료는 열 안정성이 낮을 수 있으며, 이는 배터리의 열 폭주와 같은 안전 문제를 일으킬 수 있습니다. 배터리 열 관리는 배터리의 더 큰 에너지 밀도와 비출력을 관리하는 동시에 발생할 수 있는 위험이나 화재를 예측, 예방 및 억제하는 데 중요해졌습니다. 이는 개별 셀과 모듈, 배터리 팩, 전체 차량 설계의 필수 요소입니다. 배터리 고장, 화재, 리콜에 대한 조사 결과 기계적, 전기적, 열적 요인으로 인해 발생하는 경우가 많다는 사실이 밝혀졌습니다.
전기차의 리튬 이온 배터리 열 관리는 온도 측정 시스템과 관련하여 몇 가지 과제를 안고 있습니다.
전기차의 효과적인 열 관리는 최적의 성능을 유지하고 안전을 보장하며 핵심 부품의 수명을 연장하는 데 필수적입니다. 온도 데이터 수집은 이러한 관리의 기본 요소입니다.
온도 변화를 감지할 수 있도록 배터리 팩 내에 센서를 고르게 배치해야 합니다. 이러한 센서는 핫스팟을 식별하고 BMS가 배터리 안전과 수명을 보장하기 위한 적절한 조치를 취할 수 있도록 도와줍니다.
광섬유 온도 센서는 기존 센서를 보완하는 전력 전자 부품 내에 배치하여 정확하고 안정적으로 온도를 모니터링할 수 있습니다. 이러한 센서는 필요할 때 냉각 시스템을 작동시켜 과열을 방지하고 성능을 최적화합니다.
냉각 시스템의 선택은 배터리 매질 종류, 전력 밀도, 크기, 무게, 비용 효율, 차량의 종류에 따른 열 관리 요구 사항과 같은 요인에 따라 달라집니다. 진화된 배터리 관리 시스템(BMS)은 온도 센서와 제어 알고리즘을 통합하여 실시간 조건에 따라 냉각 시스템을 조절하여 최적의 성능과 안전을 보장하는 경우가 많습니다.
냉각 시스템: 온도를 안전한 범위 내로 유지하려면 적절한 열 방출이 필수적입니다. 공랭식 또는 수냉식 쿨링 시스템과 같은 냉각 시스템은 전기 자동차 및 고출력 배터리를 사용하는 다른 배터리 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
배터리 관리 시스템(BMS)은 열 관리 알고리즘을 통합하여 온도를 조절함으로써 배터리가 안전한 온도 범위 내에서 작동할 수 있도록 합니다.
![[Translate to South Korean:] Passive Cooling](/fileadmin/Public/Applications/General_Solutions/Automotive_Tests/passive_cooling.png "[Translate to South Korean:] Passive Cooling")
셀은 인클로저에 보관됩니다. 셀에서 발생하는 열은 전도, 대류를 통해 발산되거나 인클로저로 방출됩니다. 저전력 애플리케이션에 사용됩니다.
Example: Nissan Leaf
셀은 인클로저에 고정되어 있으며, 팬을 사용하여 공기를 이동시켜 모든 셀에 걸쳐 보다 균일한 온도 프로파일을 생성합니다. 일반적으로 저전력 애플리케이션과 주변 환경이 35°C 미만인 곳에서 사용됩니다.
Example: Renault Zoe
셀은 하우징 안에 있으며, 셀을 냉각하기 위해 배터리 팩 내부로 공기가 강제로 유입됩니다. 실내에서 여과되고 냉각된 공기도 사용할 수 있습니다.
Example: Toyota Prius
배터리 내부로 순환하는 냉각 유체를 통해 열이 방출됩니다. 전기 자동차의 대부분의 일반적인 배터리 냉각 시스템은 냉각 유체로 water-glycol 을 사용합니다.
Example: Porsche Taycan
